JP2006302415A - 光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができるとともに、接着剤の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる光ヘッド装置を提供すること。
【解決手段】 第１のレーザ発光素子２が、亜鉛ダイキャストによって形成されたホルダ１８に装着され、このホルダ１８が金属粉末としての窒化アルミを含有した接着剤１７によってフレーム１５に接着固定されている。故に、第１のレーザ発光素子２の発熱が接着剤１７に含有されている窒化アルミを介してフレーム１５側へ放散される。その結果、放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができる。その上、窒化アルミにより接着剤１７の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクの記録、再生に用いられる光ヘッド装置に関する。更に詳しくは、光ヘッド装置が備えるレーザ発光素子の放熱構造に関する。

ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクの記録、再生に用いられる光ヘッド装置は、光源としてのレーザ発光素子と、レーザ発光素子を搭載するフレームとを備えている。

この種の光ヘッド装置では、レーザ発光素子をホルダに固定した後、ホルダを保持した状態で光軸調整機によりレーザ発光素子の光軸調整を行い、ホルダとフレームとを接着固定している。図６を用いて、具体的に、従来の光ヘッド装置１０１の構成を説明する。

図６に示すように、従来の光ヘッド装置１０１は、レーザ発光素子１０２が、ホルダ１０３に形成された貫通孔（図示しない）に軽圧入され、さらに、嫌気性接着剤により補強接着されている。ホルダ１０３はフレーム１０４と光軸方向に対向する対向面１０６が接着剤１０５を用いてフレーム１０４側へ接着固定されている。なお、この図６では、放熱グリスを有していないが、ホルダ１０３の側面にフレーム１０４に跨がるようにして放熱グリスを塗布する場合がある。放熱グリスは接着剤１０５と比較して熱伝導率が優れており、レーザ発光素子１０２で発生した熱をホルダ１０３からフレーム１０４側へ放散することができるものである。

従来の光ヘッド装置１０１では、ホルダ１０３が接着剤１０５によりフレーム１０４側に接着固定されているので、半田付けやネジ止めに比べ、ホルダ１０３をフレーム１０４側へ簡便に固定することができるが、接着剤１０５は、熱伝導率が低いため、レーザ発光素子１０２で発生した熱をホルダ１０３からフレーム１０４側へ放散することができないという問題がある。熱伝導率の優れた放熱グリス等を、別途、塗布することも考えられるが、部品点数が増加するという問題がある。また、接着剤塗布工程の後、放熱グリス塗布工程が必要になり、作業性が低下するという問題がある。さらに、接着剤１０５の硬化時の収縮および経時による収縮によりレーザ発光素子１０２の位置精度が損なわれるという問題がある。なお、放熱グリスを塗布する場合、ホルダ１０３の側面に塗布しなければならないため接触面積が少なく十分な放熱効果が得られないという問題がある。

そこで、本発明の課題は、放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができるとともに、接着剤の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる光ヘッド装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明では、光源としてのレーザ発光素子と、該レーザ発光素子から光ディスクに向けて出射され該光ディスクによって反射された反射光を受光する受光素子と、前記レーザ発光素子および前記受光素子が搭載されるフレームとを備え、前記光ディスクの記録および再生の少なくともいずれか一方を行う光ヘッド装置において、前記レーザ発光素子または前記受光素子は、熱伝導率の優れた熱伝導性フィラーを含有した接着剤によって前記フレームに接着固定されていることを特徴とする。

本発明では、前記熱伝導性フィラーとして、例えば、金属または窒化物等の粉末を用いることができる。

本発明において、前記接着剤は、前記レーザ発光素子の光軸方向への光軸調整を行うフレームとの間に形成された隙間に配設されていることが好ましい。このように構成すると、レーザ発光素子を光軸調整するために必須の隙間を利用して接着剤を配設することができる。故に、隙間の外側に放熱グリスが塗布されている従来技術と比較して光ヘッド装置の半径方向へのコンパクト化が図れる。

本発明において、前記接着剤は、熱等により後硬化可能な光硬化型接着剤であることが好ましい。光硬化型接着剤に金属粉末または窒化物を含有した場合、金属粉末または窒化物によって光が遮蔽されるため光硬化性接着剤の完全硬化が困難になる。本発明のように構成すると、接着剤が光によって完全硬化しなくても、その後で熱等により完全硬化させることができる。すなわち、レーザ発光素子を光軸調整した後、光によって接着剤を瞬時に硬化させてレーザ発光素子の位置を保持するとともに、その後、熱等により接着剤を完全硬化させることができる。

本発明において、光軸方向の貫通孔に前記レーザ発光素子が装着されるホルダを有し、該ホルダは、前記フレームと光軸方向に対向する対向面を有し、該対向面と前記フレームとの前記隙間に前記接着剤を配設させることが好ましい。このように構成すると、光軸調整機にホルダを把持し易い形状に形成することにより、汎用のレーザ発光素子自身を把持させる場合に比べ、容易、且つ確実に把持できる。その結果、光軸調整作業の作業性も向上する。また、ホルダをレーザ発光素子のステムより光軸方向と直交する方向に大きく形成することにより、ホルダに対する接着剤の接触面積が大きくなり、レーザ発光素子の発熱がホルダを介してフレーム側へ効果的に放散させることができる。

以上説明したように、本発明における光ヘッド装置では、レーザ発光素子または前記受光素子が、熱伝導性フィラーを含有した接着剤によって前記フレームに接着固定されている。故に、レーザ発光素子または前記受光素子を、接着剤によりフレームへ固定しても、レーザ発光素子または前記受光素子の発熱が接着剤に含有されている熱伝導性フィラーを介してフレーム側へ放散される。その結果、放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができる。その上、熱伝導性フィラーにより接着剤の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる光ヘッド装置を斜め上方から見た斜示図である。図２は、図１に示す光ヘッド装置の光学系の構成を説明する説明図である。図３は、図１に示す光ヘッド装置のカバーを取り外した状態での底面を示す底面図である。図４は、図１に示す光ヘッド装置のトラッキング方向の側面を示す側面図である。図５は、図１に示す光ヘッド装置の底面を示す底面図である。

（光ヘッド装置の構成）
本形態にかかる光ヘッド装置１は、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク３０に対する情報記録や情報再生を行うものであり、以下に説明する光学系３１等が搭載されるフレーム１５を備えている。このフレーム１５は、光ディスク記録再生装置本体（図示省略）に対して相互に平行となるように取り付けられた２本のガイドシャフト２４、２５に沿って摺動可能に取り付けられている。尚、本明細書においては、光ディスク３０の半径方向（トラッキング方向）をＸ方向、光ディスク３０の接線方向（ジッタ方向）をＹ方向、光ディスク３０の直交方向（フォーカシング方向）をＺ方向と定義する。

光ヘッド装置１における光学系３１は、光源として、ＣＤ用の７８０ｎｍ〜８００ｎｍの長波長レーザ光（第１のレーザ光）を出射する第１のレーザ発光素子２と、ＤＶＤ用の６３０ｎｍまたは６５０ｎｍの短波長レーザ光（第２のレーザ光）を出射する第２のレーザ発光素子３とを備えている。

本形態における光学系３１では、第１のレーザ光及び第２のレーザ光は、光路合成用光学素子であるプリズム６によって、光ディスク３０へ向かう共通光路１４へ導かれるようになっている。共通光路１４には、第１のレーザ光及び第２のレーザ光の一部を光ディスク３０に向けて反射するハーフミラー７と、ハーフミラー７からの反射光を平行光にするコリメータレンズ８と、コリメータレンズ８からの出射光を光ディスク３０に向けて立ち上げる立上げミラー９と、コリメータレンズ８で平行光にされたレーザ光を光ディスク３０に収束させる対物レンズ１０とが、この順番で配置されている。

第１のレーザ発光素子２から出射された第１のレーザ光を共通光路１４に導くにあたって、第１のレーザ発光素子２からプリズム６に向かう光路上には、第１のレーザ光を３ビームに分割するグレーティング４と、３ビームに分割されたレーザ光の発散角を変換するリレーレンズ５とがこの順番で配置されている。そして、グレーティング４及びリレーレンズ５を介してプリズム６に入射した第１のレーザ光は、その一部がプリズム６で反射されて、共通光路１４へ導かれる。

また、第２のレーザ発光素子３から出射された第２のレーザ光を共通光路１４に導くにあたって、第２のレーザ発光素子３からプリズム６に向かう光路上には、第２のレーザ光を３ビームに分割するグレーティング１１が配置されている。そして、グレーティング１１を介してプリズム６に入射した第２のレーザ光は、その一部がプリズム６を透過して、共通光路１４へ導かれる。

ハーフミラー７の側方には、センサレンズ１２と受光素子１３とが配置されており、光ディスク３０で反射された戻り光は、対物レンズ１０、立上げミラー９、コリメータレンズ８を介してハーフミラー７に入射し、その入射光の一部がハーフミラー７を透過してセンサレンズ１２と受光素子１３に向けて導かれるように構成されている。すなわち、本形態では、ハーフミラー７は光路分離用素子である。

リレーレンズ５は、グレーティング４を介して入射される第１のレーザ光の発散角よりも小さい発散角のレーザ光をプリズム６に対して出射する正のパワーを有している。このリレーレンズ５とグレーティング４と第１のレーザ発光素子２とは後述のように一体化されている。

センサレンズ１２は、光ディスク３０からの戻り光に対して非点収差を発生させるとともに、戻り光の倍率（光ディスク３０上のスポットに対する受光素子１３上のスポットの倍率）を約８倍から１７倍まで上げ、かつ、ハーフミラー７で発生するコマ収差を補正している。このセンサレンズ１２によって、受光素子１３上に円形で大きなスポットが形成され、品質の良いフォーカシングサーボ信号及びトラッキングサーボ信号を得ることができるようになっている。

また、光ヘッド装置１は、対物レンズ１０をフォーカシング方向（Ｚ方向）及びトラッキング方向（Ｘ方向）へ駆動する対物レンズ駆動装置１６を備えており、フレーム１５の上面側に取り付けられている。対物レンズ駆動装置１６は、トラッキング駆動コイル、トラッキング駆動磁石やフォーカシング駆動コイル、フォーカシング駆動磁石等を備えるが、その構成は周知の構成であるため、詳細な説明は省略する。

本形態におけるフレーム１５は、例えば、ダイキャストで成形された亜鉛製のフレームであり、底面側に光学系３１の一部が搭載される凹部１５ｃを備えている（図３参照）。この凹部１５ｃには、プリズム６、ハーフミラー７、コリメータレンズ８、立上げミラー９等の光学系３１を構成する光学素子の一部が固定されている。また、フレーム１５には、第１のレーザ発光素子２を固定するための固定部１５ａと、第２のレーザ発光素子３を固定するための固定部１５ｂとが側面に形成されている。この固定部１５ａと固定部１５ｂとは互いに直交するように形成されている。

フレーム１５の固定部１５ａには、例えば、ダイキャストで成形された亜鉛製のホルダ１８によって第１のレーザ発光素子２とグレーティング４とリレーレンズ５とが一体化されたレーザ発光ユニットが接着剤１７により接着固定されている。特に、第１のレーザ発光素子は、ホルダ１８に形成された貫通孔（図示しない）に軽圧入され、嫌気性接着剤により補強接着されている。故に、第１のレーザ発光素子２により発生した熱は軽圧入された接触部よりホルダ１８側に放散される。

なお、ホルダ１８とフレーム１５の固定部１５ａとの間には、ホルダ１８が、第１のレーザ光の光軸方向に光軸調整可能な隙間２０が形成されており、ホルダ１８を介して第１のレーザ発光素子２を第１のレーザ光の光軸方向に光軸調整させた後、隙間２０に接着剤１７を塗布することにより、ホルダ１８と固定部１５ａとを接着固定させている。従って、第１のレーザ発光素子２により発生しホルダ１８側に放散された熱が、フレーム１５側へ放散される。本形態では、固定部１５ａと対向し隙間２０を固定部１５ａとの間に形成するホルダ１８の対向部を対向面１８ａとしている。また、第１のレーザ光の光軸方向に直交する方向でも、ホルダ１８の固定位置の調整は可能となっている。

ここで、隙間２０に塗布する接着剤１７には、熱伝導率の優れた熱伝導性フィラーが含有されている。本形態では、窒化アルミの粉末が５０〜８０ｗｔ％含有され、粒径は、数μｍ〜数十μｍのものが用いられている。故に、接着剤１７の熱伝導率を１ｗ／ｍ．ｋ以上確保することができる。また、熱伝導性フィラーは、接着剤１７の熱伝導率を確保すること以外に、接着剤１７の硬化収縮率を５％以下に抑える機能を有している。

本形態では、紫外線硬化型の接着剤が用いられているが、接着剤１７に含有された熱伝導性フィラーにより光が遮蔽されるため、接着剤１７の完全硬化が困難である。そのため、熱等によって後硬化可能な例えばエポキシ系の接着剤とすることにより接着剤１７を完全硬化させている。すなわち、本形態では、第１のレーザ発光素子２の光軸調整後、紫外線を約３０秒照射させることにより接着剤１７を瞬時に硬化させて第１のレーザ発光素子２の位置を保持するとともに、６０度で３０分程度アニールすることにより接着剤１７を完全硬化させている。

一方、フレーム１５の固定部１５ｂには、第２のレーザ発光素子３が、亜鉛ダイキャストにより形成されたホルダ２６に保持された状態で、フレーム１５に面接触させた伝熱性を有する平板状のプレート２７を介して接着固定されている。

なお、フレーム１５の底面には、第１のレーザ発光素子２及び第２のレーザ発光素子３を駆動するレーザドライバ２２が載置された回路基板２３が取り付けられ（図３参照）、さらに、この回路基板２３の一部および凹部１５ｃに固定されたプリズム６等の光学素子を保護するためのカバー３２が固定されている（図５参照）。カバー３２は、ステンレス鋼板から平板状に形成されており、フレーム１５に固定するための固定部３２ａがＺ方向へ延設されている。このカバー３２は、取付ねじ３４と固定部３２ａとによってフレーム１５に固定されている。

（本形態の効果）
以上説明したように、本形態における光ヘッド装置１では、第１のレーザ発光素子２が、亜鉛ダイキャストによって形成されたホルダ１８に軽圧入され、このホルダ１８が金属粉末としての窒化アルミを含有した接着剤１７によってフレーム１５に接着固定されている。故に、第１のレーザ発光素子２を、接着剤１７を用いてフレーム１５へ固定しても、第１のレーザ発光素子２の発熱が接着剤１７に含有されている窒化アルミを介してフレーム１５側へ放散される。その結果、放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができる。その上、窒化アルミにより接着剤１７の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる。

また、本形態では、接着剤１７が、第１のレーザ発光素子２の光軸方向への光軸調整を行うフレーム１５との間に形成された隙間２０に配設されている。故に、隙間２０を利用して接着剤１７を配設することにより光ヘッド装置１の半径方向へのコンパクト化が図れる。

さらに、本形態では、接着剤１７を、熱により後硬化可能な紫外線硬化型エポキシ系接着剤としたため、接着剤１７に窒化アルミを含有したことにより光が遮蔽されて接着剤１７が完全硬化しなくても、その後で熱等により完全硬化させることができる。その結果、第１のレーザ発光素子２を光軸調整し、紫外線によって接着剤１７を瞬時に硬化させて第１のレーザ発光素子２の位置保持させた後、熱等により接着剤１７を完全硬化させることができる。

さらにまた、本形態では、光軸方向の貫通孔に第１のレーザ発光素子２が装着されるホルダ１８を有し、固定部１５ａと光軸方向に対向するホルダ１８の対向面１８ａと固定部１５ａとの隙間２０に接着剤１７が配設されている。本形態では、ホルダ１８を光軸調整機に把持しやすい矩形状に形成されているため、第１のレーザ発光素子自身を光軸調整機に把持させる場合に比べ、容易、且つ確実な把持が可能になる。その結果、光軸調整作業の作業性を向上できる。さらに、ホルダ１８を第１のレーザ発光素子２のステムより光軸方向と直交する方向に大きく形成することにより、ホルダ１８に対する接着剤１７の接触面積を確保することが可能になる。従って、第１のレーザ発光素子２の発熱をホルダ１８を介してフレーム１５側へ効果的に放散できる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。例えば、接着剤１７には、窒化アルミの粉末が含有されているが、窒化ホウ素や窒化ケイ素やケイ素からなる粉末、アルミナ等のセラミックス、および金、銀、銅、ステンレス等の金属のように熱伝導性の優れた各種の伝導性フィラーを用いることができる。

また、上述した形態は、フレーム１５およびホルダ１５を亜鉛ダイキャストにより形成しているが、フレーム１５およびホルダ１５の材質は、これに限定されるものではなく、アルミダイキャスト等により形成してもよい。

さらに、上述した形態は、接着剤として紫外線硬化型接着剤が用いられているが、短時間で硬化させることができれば紫外線以外の光または電子線等により硬化する接着剤であってもよい。なお、上述の形態では、紫外線で硬化させた後、熱等により完全硬化させるため、エポキシ系接着剤を用いているが、完全硬化が可能であれば、エポキシ系以外の接着剤を用いてもよい。

本発明の実施の形態にかかる光ヘッド装置を斜め上方から見た斜示図である。 図１に示す光ヘッド装置の光学系の構成を説明する説明図である。 図１に示す光ヘッド装置のカバーを取り外した状態での底面を示す底面図である。 図１に示す光ヘッド装置のトラッキング方向の側面を示す側面図である。 図１に示す光ヘッド装置の底面を示す底面図である。 従来技術にかかる光ヘッド装置におけるホルダとフレームとの接着部分を拡大して示す部分拡大図である。

符号の説明

１ 光ヘッド装置
２ 第１のレーザ発光素子（レーザ発光素子）
３ 第２のレーザ発光素子（レーザ発光素子）
１３ 受光素子
１５ フレーム
１７ 接着剤
１８ ホルダ
１８ａ 対向面
２０ 隙間
３０ 光ディスク

Claims (5)

1. 光源としてのレーザ発光素子と、該レーザ発光素子から光ディスクに向けて出射され該光ディスクによって反射された反射光を受光する受光素子と、前記レーザ発光素子および前記受光素子が搭載されるフレームとを備え、前記光ディスクの記録および再生の少なくともいずれか一方を行う光ヘッド装置において、
   前記レーザ発光素子または前記受光素子は、熱伝導率の優れた熱伝導性フィラーを含有した接着剤によって前記フレームに接着固定されていることを特徴とする光ヘッド装置。
2. 請求項１において、前記熱伝導性フィラーは、金属または窒化物等の粉末であることを特徴とする光ヘッド装置。
3. 請求項１または２において、前記接着剤は、前記レーザ発光素子の光軸方向への光軸調整を行うためのフレームとの間に形成された隙間に配設されていることを特徴とする光ヘッド装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記接着剤は、熱等により後硬化可能な光硬化型接着剤であることを特徴とする光ヘッド装置。
5. 請求項２ないし４のいずれかにおいて、光軸方向の貫通孔に前記レーザ発光素子が装着されるホルダを有し、該ホルダは、前記フレームと光軸方向に対向する対向面を有し、該対向面と前記フレームとの前記隙間に前記接着剤を配設したことを特徴とする光ヘッド装置。
   

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