JP2007207367A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光モジュールを固定する接着層にストレスが掛かることに因る当該接着層の長期的に進行する変形とこれによる光ピックアップ装置の光軸ずれを抑え、且つ光ピックアップ装置の放熱性を高める。
【解決手段】光学素子を備えた光モジュール４をピックアップケース１に接着固定して成る光ピックアップ装置にて、前記光モジュール４を前記光学素子から前記ピックアップケース１に延びる光軸を挟む少なくとも２箇所で第１の紫外線硬化型接着剤９によりピックアップケースに固定し且つ第１の紫外線硬化型接着剤９の露出される表面の少なくとも一部をこれより硬度又は弾性率の高い第２の紫外線硬化型接着剤１１で覆って、光ピックアップ装置の「光軸ずれ」を低減し、第１及び第２の紫外線硬化型接着剤９、１１より熱伝導性の高い放熱材１０を光モジュール４と光ピックアップケース１とに夫々接触させて、光ピックアップ装置の放熱性を高める。
【選択図】図１（ｅ）

Description

本発明は、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）、青色半導体レーザに対応したBlu-rayディスク、ＨＤ−ＤＶＤ等の光記録媒体の再生・記録に用いられる光ピックアップ装置や、これが組み込まれた光ディスクドライブ装置に関する。

ＣＤ、ＤＶＤ、青色半導体レーザに対応したBlu-rayディスク、ＨＤ−ＤＶＤ等の光記録媒体の再生・記録に用いられる光ピックアップ装置や、当該光ピックアップ装置が組み込まれた光ディスクドライブ装置は、レーザダイオードなどの発光素子からの出射光を各種レンズ、プリズム、ミラー等の光学部品を介して対物レンズに導き、当該対物レンズで光記録媒体上に集光させ、また、光記録媒体からの戻り光（例えば、上記発光素子から出射された光の当該光記録媒体で反射された成分）を対物レンズ、及び他各種レンズ，ミラー等の光学部品を介してフォトダイオードで受け、フォトダイオードで受けた光の強度に応じた電気信号に変換する。

この光ピックアップ装置を組み立てるに際し、レーザダイオードなどの光素子をステム上のサブマウントに搭載・実装し且つ当該サブマウントと金属または樹脂製のホルダーとを一体化して成る光モジュール（発光部）や、光信号を受光するフォトダイオードとホルダーを一体化して成る光モジュール（検出部）を、当該光ピックアップ装置のケース（光ピックアップ用ケースとも記す）に対して光学的に最適な位置に調整し、且つ紫外線硬化型接着剤を用いて当該ケースに固定することが必要となる。その際、上記光モジュールの上記光ピックアップ装置（例えば、上記ケース）における搭載位置は、当該光モジュール以外の部品の上記光ピックアップ装置における搭載位置の「ずれ量」や、当該部品自体の公差を吸収（補償）するために、３次元的に調整することが必要となる。また、光モジュールと光ピックアップケース（光ピックアップ装置）とを固定する接着部（紫外線硬化型接着剤）の深さ方向に、紫外光を効率よく届かせるため、当該光ピックアップケースと当該光モジュールとは、200μｍ〜700μｍ程度の空間で互いに隔てられた状態で接着されている。さらに、光ピックアップケースと、これに広い間隙を介して接着されている光モジュールには、電気信号を供給するためのフレキシブルプリント基板が接続され、このフレキシブル基板のストレスが当該光ピックアップケースと光モジュールとの接着部に直接掛かる。このため、光ピックアップケースに対して、光モジュールの接着部は、位置ずれし易くなる。

一方、光ピックアップ装置において、光モジュール部分には最も高い位置安定性が要求される。この要求を満たすにあたり、光ピックアップケースに対する光モジュールの位置安定性を確保するに優れた接着剤は、一般的に高い弾性率や硬度を有する傾向がある。しかし、斯様な接着剤は、その接着直後の接着強度が弱い上に、湿度をともなうような外部の環境化に対しては接着強度が低下しやすいという欠点がある。そのため、光モジュールの接着剤による光ピックアップケースへの固定では、その接着強度を優先し、かつ比較的弾性率及び硬度が大きい接着剤を用いている。

また、近年、光ディスク（光記録媒体）への高速記録に光ディスクドライブ装置を対応させるに伴い、光ピックアップ装置におけるレーザ光の出力増加により、その発熱量も増大し、光ピックアップケースと光モジュールとの接着部の温度上昇を防ぐことの検討も必須となっている。そのため、光ピックアップケースや光モジュールに使う部材や構造などに様々な工夫がなされているが、とりわけ必然性の高い対策として、シリコーン系樹脂（Silicone Resin）に代表される熱伝導性に優れた樹脂を放熱材として、光モジュールと光ピックアップケースとに挟まれた空間の上記接着剤が介在しない部分や、光モジュールと光ピックアップに取り付けられたカバーとに挟まれた空間に充填する方法がある。

しかし、放熱材として光ピックアップ装置に用いられる上述の熱伝導性に優れた樹脂は、空気中の水分により硬化が進むタイプの室温硬化型樹脂に代表され、これに多く含まれる水分や、これから生じる揮発性成分が、上記接着剤による光モジュールと光ピックアップケースとの固定に悪影響を及ぼすこともある。その結果、上記樹脂（放熱材）は、光ピックアップ装置に要請される放熱条件を満たすものの、その光モジュールに備えられた発光素子から出射される光の軸を、当該光ピックアップ装置における所望の位置からずらすという問題を惹き起こした。

よって、光ピックアップ装置の放熱性を確保し、且つフレキシブル基板等からのストレスが加わり易い接着厚さを呈しても、接着剤の長期的な変形による光軸ずれを小さくできる信頼性の高い光モジュール部の接着固定技術が必須となる。

なお、光ピックアップ装置に係り、特開平５−２１０８５１号公報（以下、特許文献１）には、光路中に配設される光学部品を保持部材に接着固定する構造において、接着層の外部に露出する部分を被覆材で覆い、外部から接着層に悪影響が及ばないようにすることが示されている。特開２００２−３４２９４７号公報（以下、特許文献２）には、フォトダイオード等を搭載したプレート（光モジュールに相当）を筐体（光ピックアップのケースに相当）に対して若干の間隔をおいて、紫外線硬化型の接着剤で仮固定を行い、その後、硬化させた紫外線硬化型接着剤間に、適量の熱硬化型接着剤を注入し、加熱して硬化させることにより、温度変化による伸縮性の大きい紫外線硬化型接着剤による仮固定の欠点を解消し、且つ光ピックアップの量産性を向上することが示されている。特開２００４−１０７５８号公報（以下、特許文献３）は、高い位置精度が要請される光学素子（例えば、受光素子を搭載した回路基板）の光ヘッド装置（例えば、そのフレーム、光ピックアップのケースに相当）への実装構造として、当該光学素子を光ヘッド装置にフィラーが多量に配合されたチクソ性の高い富フィラー型接着剤を用いて固定し、この富フィラー型接着剤の欠点である低接着強度を補強するために、その光学素子及び光ヘッド装置の各々との接着界面の付近に低粘度の貧フィラー型接着剤を設けることを教示する。これにより、光学素子が間隙を介して光ヘッド装置のフレームに接着固定されても、富フィラー型接着剤硬化時の収縮ストレスによる当該接着部の剥離や強度低下が生じず、光学素子の光ヘッド装置に対する高い位置精度が保持されることが、特許文献３に示されている。

特開平５−２１０８５１号公報 特開２００２−３４２９４７号公報 特開２００４−１０７５８号公報

上記従来技術では、熱伝導性に優れた放熱材を光ピックアップケースと光モジュールの間に十分に充填していたため、光ピックアップ装置の放熱特性は満足された。しかし、固定用の紫外線硬化型接着剤の接着部以外の全面に放熱材が触れていたため、放熱材に起因する水分及び揮発成分が固定用の紫外線硬化型接着剤に侵入し、その結果、固定用の紫外線硬化型接着剤が軟化し且つ膨張して、光ピックアップケースに対する光モジュールの位置がずれて、当該光ピックアップ装置における光モジュールの光軸がずれるという課題が生じた。

上記特許文献１で論じられる従来技術では、光学部品自体は発熱体ではないため、放熱性に優れた樹脂で接着層を被覆する必要はない。さらに、特許文献１の教示において、光学部品は、非常に薄く形成され且つ弾性率及び硬度が小さい接着層で保持部材に固定されるが、これを被膜する樹脂が硬化する時に発生する硬化収縮力で、保持部材に対する光学部品の固定位置がずれる可能性は考慮されず、また示唆されていない。また、この樹脂がシート状で接着層（露出面）に供給されるとき、当該樹脂の接着層、光学部品、保持部材への十分な密着性が確保できず、結果として接着層が外部環境の影響を受ける可能性も否めない。

上記特許文献２で論じられる従来技術では、紫外線硬化型接着剤と熱硬化型接着剤とによりプレートと筐体との間に形成される接着部の温度に対する伸縮性を、当該熱硬化型接着剤（熱硬化樹脂）の硬化後に小さくすることが可能であるが、熱硬化樹脂の硬化時に生じる熱で、仮固定に用いている紫外線硬化型接着剤が軟化することにより、筐体に対するプレートの位置がずれる可能性は否めない。また、特許文献２に教示される光ピックアップのプレートにレーザダイオードを搭載するとき、当該レーザダイオードの高出力化に伴う発熱量の増大は避けられず、当該プレート（光モジュール部）の放熱性を改善せねばならない。

上記特許文献３で論じられる従来技術では、富フィラー型接着剤の光学素子（回路基板、光モジュールに相当）及び光ヘッド装置のフレーム（光ピックアップケースに相当）の各々との接着界面付近に接着強度補強用の貧フィラー型接着剤を再度塗布することにより、富フィラー型接着剤硬化時の硬化時において、これらの相互の位置は、貧フィラー型接着剤により殆どずれすることなく、補強される。しかし、特許文献３に教示される接着構造は、長期的には外部環境の影響は受けるため、光ヘッド装置に対する光学素子の位置安定性を維持することにより、その信頼性を向上せねばならない。また、特許文献３に教示される接着構造には、上記特許文献２に教示される接着構造と同様に、光学素子（光モジュール）の放熱性を満足できないという課題も残されていた。

本発明の目的は、光モジュールを厚い接着層で光ピックアップケースに固定して成る光ピックアップ装置において、当該光モジュールに接続されるフレキシブル基板等により接着層にストレスが掛かる状態においても、長期間に亘り進行する接着層の変形により光モジュールと光ピックアップケース（光ピックアップ装置本体）との間に生じる光軸ずれを低減し、且つ光モジュールの放熱特性を確保することにより、当該光ピックアップ装置の信頼性を向上することにある。

本発明は、上記の目的を達成するために、発光素子等の光学素子を備えた少なくとも一つの光モジュールと、この光モジュールが間隙を介して接着固定されたピックアップケースとを備えた光ピックアップ装置において、（１）前記光モジュールを前記光学素子から前記ピックアップケースに（仮想的に）延びる光軸（例えば、発光素子の光軸）を挟む少なくとも２箇所で当該ピックアップケースに第１の紫外線硬化型接着剤で固定し、（２）前記第１の紫外線硬化型接着剤の前記光モジュールと前記ピックアップケースとの間において露出されている（光モジュール及びピックアップケースのいずれにも接しない）表面の少なくとも一部を第１の紫外線硬化型接着剤とは異なる第２の紫外線硬化型接着剤で覆う。

このように構成される本発明による光ピックアップ装置において、（３）前記第２の紫外線硬化型接着剤は、前記第１の紫外線硬化型接着剤より大きい硬度を示し、又は当該第１の紫外線硬化型接着剤より大きい弾性率を示す。

以上に特徴付けられた本発明による光ピックアップ装置の構造は、以下の詳細（Details）により具体化される。

詳細１：前記第１の紫外線硬化型接着剤及び前記第２の紫外線硬化型接着剤より熱伝導性の高い放熱材を、前記光モジュールと前記光ピックアップケースとに夫々接するように設ける（Provide）。

詳細２：詳細１において、前記放熱材は前記光モジュールと前記光ピックアップケースとに挟まれ且つ前記第１の紫外線硬化型接着剤及び前記第２の紫外線硬化型接着剤のいずれも存在しない空間の少なくとも一部に形成される。

詳細３：前記光モジュールは、前記光ピックアップケースと対向し且つ前記光軸と交差する第１の表面（取付面）を有し、前記第１の紫外線硬化型接着剤及び前記第２の紫外線硬化型接着剤は、この第１の表面とこれに対向する光ピックアップケースの表面（側壁）とに夫々接する…接着面の特定…。

詳細４：詳細３において、前記第１の紫外線硬化型接着剤は前記光モジュールの前記第１の表面の端から離れた部分に夫々接する。

詳細５：詳細３において、前記第２の紫外線硬化型接着剤は、前記第１の紫外線硬化型接着剤の前記第１の表面の端に向けて露出された表面を覆う。

詳細６：詳細３において、前記光モジュールは、その一辺で前記第１の表面と接し且つ第１の表面と交差する方向に広がる少なくとも一つの第２の表面を有し、この第２の表面とこれに対向する前記光ピックアップケースの表面（側壁，カバー）とに挟まれた空間の少なくとも一部には、前記第１の紫外線硬化型接着剤及び前記第２の紫外線硬化型接着剤より熱伝導性の高い放熱材が、光モジュールの第２の表面とこれに対向する光ピックアップケースの表面に夫々接するように設けられる。

詳細７：詳細３において、前記光モジュールの前記第１の表面とは異なる面には前記光学素子の端子が設けられ、この端子に電気的に接続される一端を有する可撓印刷回路基板（フレキシブルプリント基板）が前記光ピックアップケース（カバーを含むこともある）から引き出されている。

詳細８：前記第２の紫外線硬化型接着剤は、前記第１の紫外線硬化型接着剤より高いガラス転移温度を示す。

詳細９：前記第２の紫外線硬化型接着剤は、前記第１の紫外線硬化型接着剤より多くのフィラーを含有する。

詳細１０：詳細１、詳細２、及び詳細６のいずれかにおいて、前記放熱材として、空気中の湿気により硬化する常温硬化型の樹脂が用いられる。

詳細１１：上述した構造又はこれと上述した詳細を備えた光ピックアップ装置は、光ドライブ装置に組み込まれる。

以上のように、本発明によれば、光ピックアップ装置（特にその光モジュール）の放熱性を確保しつつ、かつ当該光モジュール接着部（接続層）が、この光モジュールに接続されたフレキシブル基板等によるストレスを受け易い厚みで形成されても、当該接着剤の長期間に亘る当該接着部の変形で光モジュールと光ピックアップケースとの間に生じる光軸ずれは小さめに押さえられる。なお、上記光モジュールの接着部に対する外部環境の影響を大幅に低減できるため、長期間に亘って上記光モジュール接着部に加わる変形の低減のみならず、当該接着部による光モジュールと光ピックアップケースとの接着強度の劣化を抑制することも可能となる。さらに、光モジュールの光ピックアップケース（光ピックアップ装置本体）に対する接着強度及び位置安定性の両面から、本発明による光モジュールの光ピックアップケースへの実装構造により、光ピックアップ装置自体の長期的な信頼性向上に大きく寄与する。

以下、本発明による光ピックアップ装置の実施形態を図面を用いて説明する。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明が適用される光ピックアップ装置（Optical Pick-up Device）の一例を概略的に説明するための斜視図で、図５（ａ）は当該光ピックアップ装置１００が組み込まれた光ディスクドライブ装置（Optical Disk Drive Apparatus，ＣＤプレイヤー、ＤＶＤプレイヤー等）の構造的な特徴を簡素に示し、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す光ピックアップ装置１００自体の詳細を示す。

図５（ａ）には、光ピックアップ装置１００の光ディスクドライブ装置における動作と配置を説明するために、ｘ−ｙ−ｚの座標系が示されるが、この座標系のｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸は互いに交差する限りにおいて、互いに直交する必要はない。図５（ａ）において、光ピックアップ装置１００の両端にｘ軸方向に並ぶ主軸（Main-shaft）１６と副軸（Sub-shaft）１７は、この光ピックアップ装置１００のｙ軸方向での往復走行をガイド（案内）する。即ち、図５（ａ）には、光ディスクドライブ装置の詳細は示されないが、図示されない光ディスク（光記録媒体）の回転の中心がｙ軸の一端に位置する。従って、ｙ軸は光ディスクの半径方向を示し、光ピックアップ装置１００は主軸１６と副軸１７とにガイドされて、光ディスクの半径方向に走行し、当該光ディスクの所望のトラックから記録情報の読み出し、又はそのトラックに情報を記録する。一方、ｚ軸は光ピックアップ装置１００の厚み方向を示し、その構成要素が搭載された光ピックアップケース１のｚ軸方向の一端（上面）にはカバー１２が取り付けられる。換言すれば、図示された光ピックアップケース１とカバー１２とが組み合わされて広義の光ピックアップケースを成す。

図５（ａ）には、光ピックアップ装置１００の主な構成要素となる光モジュール（発光部）４、フレキシブル基板１５、光モジュール（検出部）１０１、及び対物レンズ１０２が光ピックアップケース１及びその上面を覆うカバー１２から露出されて示される。上述した光ディスクからの記録情報の読み出しは、光ピックアップ装置１００の上部に配置される光ディスク（図示せず）を、光モジュール（発光部）４に設けられた発光素子（後述する半導体レーザ等）から出射され且つ対物レンズ１０２で集光される光で照射し、この光の当該光ディスクで反射される成分（戻り光）を当該対物レンズ１０２で受け、光モジュール（検出部）１０１に設けられた受光素子（フォトダイオード等）で検出して電気信号（読み出し信号）に変換する。これら一連の記録情報の読み出し動作は、光ディスクドライブ装置の所謂ドライブ回路（図示せず）からフレキシブル基板（Flexible Printed Circuit Board，可撓印刷回路基板）１５を通して制御信号を光ピックアップ装置１００に伝送し、上記読み出し信号を光ピックアップ装置１００（光モジュール（検出部）１０１）から当該フレキシブル基板１５を通して当該ドライブ回路に伝送することで完結する。フレキシブル基板１５の一端には、上記ドライブ回路のコネクタに挿入される端子が配置されたコネクタ挿入部（ドライブ側コネクタ挿入部）１８が形成され、その他端は光ピックアップケースに搭載された電子回路（図示せず）や光モジュール４，１０１に接続される。上述した光ディスクへの記録情報の書き込みも、上記ドライブ回路からフレキシブル基板１５を通して制御信号及び書き込み信号を光ピックアップ装置１００に伝送して行われる。

図５（ｂ）は、図５（ａ）に示される光ピックアップ装置１００から上述したカバー１２及びフレキシブル基板１５を外し、その往復走行をガイドする上記主軸１６及び副軸１７を取り除いた言わば光ピックアップ装置１００自体の一例を詳細に示す。図５（ｂ）に示す如く、この光ピックアップ装置１００には２つの光モジュール（発光部）４が搭載され、その各々に搭載された発光素子から出射される光の波長は互いに異なる。これらの光モジュール４から光ピックアップケース１へ延びる「光軸」は、本発明による光モジュール４の光ピックアップケース１への実装構造を特徴付け、光モジュール４の各々に設けられた発光素子の光出射部から光ピックアップケース１へ延びる。

一方、図５（ｂ）には、上述した「光軸」と異なる光軸も示される。即ち、図５（ａ）及び図５（ｂ）に例示される光ピックアップ装置１００は、光ディスク（図示せず）をこれに対向する対物レンズ１０２を通して２つの光モジュール４から夫々出射される光で照射し、且つこの光ディスクからの戻り光を対物レンズ１０２で受けて光モジュール（検出部）１０１に導く。このため、対物レンズ１０２から夫々の光モジュール４，１０１に到る光路を分岐するビームスプリッター１０４やプリズム１０５が、対物レンズ１０２との光モジュール４，１０１との間に設けられる。光モジュール４の一方から対物レンズ１０２に到る光路は、上記「光軸」の延伸方向からビームスプリッター１０４の出射方向に延在する別の光軸の延伸方向に曲げられる。光モジュール４の他方から対物レンズ１０２に到る光路は、上記「光軸」の延伸方向からプリズム１０５の出射方向に延在する別の光軸の延伸方向に曲げられ、更にビームスプリッター１０４の出射方向に延在する上記別の光軸の延伸方向に曲げられる。光モジュール１０１から対物レンズ１０２に到る光路は、他の光学素子で曲げられることなく、上記「光軸」の延伸方向に延びる。以上に例示した本発明を特徴付ける「光軸」と、それ以外の光軸とは、ともにｘ−ｙ平面に延びる破線として図５（ｂ）に示される。厳密に記せば、ｘ−ｙ平面に延びて対物レンズ１０２に到る光軸は、この対物レンズ１０２によりｚ軸方向に曲げられる。

図５（ｂ）において、上記光モジュール１０１と上記ビームスプリッター１０４との間には検出レンズ１０３が、上記一方の光モジュール４と上記プリズム１０５との間には補助レンズ１０６が夫々配置される。これらの光学素子１０２〜１０６は２つの光モジュール（発光部）４並びに光モジュール（検出部）１０１とともにｘ−ｙ平面（光ピックアップ装置１００の厚み方向に交差する面）内に配置される。光ピックアップケース１には、３次元アクチュエータ１０７や上述の電子回路（上記フレキシブル基板１５の他端に接続される，図示せず）も搭載される。

図１（ａ）乃至図４を参照して後述される光モジュール４の外観は、図５（ｂ）に示す如く、光ピックアップケース１に接着される面（平面や曲面からなる，以下、便宜的に「取付面（Fixing Surface）」と記す）を含む複数の面を有する立体に喩えられ、その少なくとも取付面は間隙を介して光ピックアップケース１の側壁と対向する。光モジュール４は、その光ピックアップケース１への接着性を考慮すると、その外観が上記取付面を含む多面体（例えば、直方体や立方体）を呈するように形成するとよく、取付面は平坦であることが望ましい。図５（ｂ）の円内に拡大されて示される光モジュール４（半導体レーザの保持部材３で外観が規定される）の取付面は、上記ｘ−ｙ平面に交差する平面として形成される。この取付面とこれに対向する光ピックアップケース１の側壁との間には、後述する第１の紫外線硬化型接着剤９の層と第２の紫外線硬化型接着剤１１の層とが夫々形成される。また、光モジュール４の取付面に接する（隣接する）他の面とこれに対向する光ピックアップケース１の側壁（他の部分）とを隔てる空間は、後述する放熱材１０で充填される。光モジュール（検出部）１０１においても、上述した光モジュール４に準じた外観を持たせ、光モジュール４と同様に光ピックアップケース１へ固定するとよい。

図１（ａ）乃至図４を参照して後述される光ピックアップケース１、光モジュール４、及びこれらの接着構造の夫々に共通する技術的な事項を例示すると以下の通りである。

まず、以下に例示される光モジュール（発光部）４の光源として、カンパッケージされた半導体レーザ２を用意し、これを金属または樹脂からなるレーザホルダー３に接着固定して一体化された光モジュール４を作製する。光ピックアップケース１は、Ｚｎ（亜鉛）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、ＰＰＳ（poly phenylene sulfide）のいずれかを主成分とした材料のダイカストやモールドで成形される。光モジュール４を光ピックアップケース１に間隙を隔てて接着する接着材料には、通常、固定用の紫外線硬化型接着剤９が用いられている。その際、光モジュール４の取付面とこれに対向する光ピックアップケース１の側壁との各々に接し且つその間に形成された上記固定用の紫外線硬化型接着剤９の層の周囲を、これとは異なる（別の種類の）紫外線硬化型接着剤１１で覆う。以降、本明細書で論じられる２種類の紫外線硬化型接着剤は、その用途に応じて、上記固定用の紫外線硬化型接着剤９を「第１の紫外線硬化型接着剤」、上記別の種類の紫外線硬化型接着剤１１を「第２の紫外線硬化型接着剤」と記されて、相互に識別される。第２の紫外線硬化型接着剤１１は、上記光モジュール４の取付面と上記光ピックアップケース１の側壁との間に形成された第１の紫外線硬化型接着剤９の露出される表面（当該接触面及び当該側壁のいずれにも接しない表面）の少なくとも一部を覆い、且つ当該接触面及び当該側壁の夫々に接する。第２の紫外線硬化型接着剤１１は、第１の紫外線硬化型接着剤９の露出された表面上に光モジュール４の取付面から光ピックアップケース１の側壁に延伸して形成される。第１の紫外線硬化型接着剤９及び第２の紫外線硬化型接着剤１１が光モジュール４に接する領域は、例えば、その「取付面」内に留め、当該取付面の端から離す。第２の紫外線硬化型接着剤１１が光モジュール４に接する領域を、当該取付面の端から離すことにより、光モジュール４の取付面とこれに対向する光ピックアップケース１の側壁とを隔てる距離は、第２の紫外線硬化型接着剤１１（の層）のスペーサとしての働きにより、適正に保たれる。

一方、光ピックアップケース１（上記側壁に限らない、上記カバー１２を含めてもよい）と、これに対向する光モジュール４の面（上記取付面に限らない）とに挟まれた空間の少なくとも一部は、上記第１の紫外線硬化型接着剤９及び上記第２の紫外線硬化型接着剤１１より熱伝導性に優れた放熱材１０で充填される。放熱材１０は、当該空間に、その第１の紫外線硬化型接着剤９や第２の紫外線硬化型接着剤１１（その各々の層）が形成される部分を避けるように充填され、対向し合う光ピックアップケース１及び光モジュール４に夫々接する。上記光モジュール４の「取付面」及び当該取付面に対向する上記光ピックアップケース１の側壁の「第１の紫外線硬化型接着剤９又は第２の紫外線硬化型接着剤１１に接する領域」を「接着面」と記すと、放熱材１０は、光モジュール４の面（当該取付面に限らない）及び光ピックアップケース１（当該側壁に限らない）の当該「接着面」を除く領域の少なくとも一部に接する。光モジュール４と光ピックアップケース１との間に形成される第１の紫外線硬化型接着剤９及び第２の紫外線硬化型接着剤１１の少なくとも一つで、光モジュール４に生じる熱を光ピックアップケース１へ排出できるとき、上記空間に放熱材１０を充填しなくてもよい。

上述され且つ以降に説明される本発明による光モジュール４の光ピックアップケース１への固定形態は、上述した光モジュール４に限らず、光モジュール（検出部）１０１やその他の部品を、樹脂、金属、及び合金の少なくとも一つからなる光ピックアップケース１又はその等価物（例えば、筐体、保持部材）に固定する接着箇所にも適用可能である。光ピックアップケース１又はその等価物に接着される「部品」が熱を発生しても、本発明による固定形態はこれらの位置関係を長期に亘り適正に保つ。

上述した第１の紫外線硬化型接着剤９及び第２の紫外線硬化型接着剤１１として、一般的に、アクリル系及びエポキシ系のオリゴマーが用いられるが、それ以外の材料を主成分とするオリゴマーを用いても良い。第２の紫外線硬化型接着剤１１は、第１の紫外線硬化型接着剤９の層より硬度又は弾性率の高い層（又は塊）を光モジュール４と光ピックアップケース１との間に形成する。このような硬化後の物性を実現するため、第１の紫外線硬化型接着剤９と第２の紫外線硬化型接着剤１１とに夫々用いられるオリゴマーの組成を異ならせるとよいが、同じ組成のオリゴマーでバインダを形成し、これに添加されるフィラ量を違えて第１の紫外線硬化型接着剤９と第２の紫外線硬化型接着剤１１とを形成してもよい。後者の場合、例えば、バインダとしてアクリル系やエポキシ系の光硬化型接着剤（紫外線硬化型接着剤）が用いられ、フィラーとしてシリコン酸化物が用いられる。また、後者の場合、第１の紫外線硬化型接着剤９及び第２の紫外線硬化型接着剤１１のバインダとして、異なる接着剤（樹脂）を用い、フィラーの添加量とともに、夫々からなる上記層（塊）の物性を最適化してもよい。

一方、放熱材１０として、例えば、シリコーン型及びその他の特殊ポリマーを用いた空気中の湿気により硬化する常温硬化型の樹脂を用いるとよいが、その他の材料に変えてもよい。例えば、光モジュール４やその等価物の動作時における温度上昇に応じて、放熱材１０の材料を選択するとよい。即ち、放熱材１０として、光モジュール４やその等価物の動作温度、例えば、７０℃以下で硬化する樹脂を用いても良い。 なお、図１（ａ）乃至図１（ｅ）、図２、図３、及び図４には、光モジュール４と光ピックアップケース１との位置関係を説明するために、Ｘ−Ｙ−Ｚの座標系が示されるが、そのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに交差する限りにおいて、互いに直交する必要はない。この座標系をなすＺ軸は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示される座標系のｚ軸と同様に、光ピックアップ装置１００の厚み方向を示す。従って、Ｘ軸とＹ軸とが成すＸ−Ｙ平面は、上述したｘ−ｙ平面と同じであるが、Ｘ軸とｘ軸、及びＹ軸とｙ軸は必ずしも一致しない。即ち、Ｘ−Ｙ−Ｚの座標系では、光モジュール４（これに搭載された光学素子）から光ピックアップケース１へ延びる上記「光軸」をＹ軸と定めるため、Ｘ軸及びＹ軸の向きは、光モジュール４毎に変る。

本発明の実施の形態を詳細に説明するために、光ピックアップ装置１００の製造において、光モジュール４の光ピックアップケース１に対する位置を調整し且つ光ピックアップケース１に接着する工程について、図１（ａ）〜１（ｅ）を参照して説明する。

光モジュール４は、光源としての発光素子がステム上のサブマウントに実装された所謂カン構造の半導体レーザ２を、接着剤等により金属製ホルダー３に固定して一体化した構造を有する。光モジュール４の光ピックアップケース１における固定位置を調整する工程の前に、光モジュール４に搭載された発光素子（半導体レーザ２）に電気信号などを供給するフレキシブルプリント基板５が、半導体レーザ２の端子部分７にはんだ６で接続される。半導体レーザ２の端子部分７は、光モジュール４の上記「取付面」以外の面に位置する。

最初に、光ピックアップの調整工程について図１（ａ）を用いて説明する。まず、光モジュール４のホルダー３部分を治具８によりチャッキングし、半導体レーザ２を駆動させながら光モジュール４を３次元（X、Y、Z方向）的に光ピックアップケース１に対してシフトさせながら高精度に位置調整を行う。そして、光モジュール４の位置調整後に、第１の紫外線硬化型接着剤９を塗布するために、上記３次元的に位置合わせで参照した座標に対して一時的に光軸方向（Y方向）に治具８をマイクロメータなどで調整し、光モジュール４（取付面）と光ピックアップケース１（側壁）とを所定の距離で離しておく。

次に、第１の紫外線硬化型接着剤９をディスペンサーにより塗布し、再度３次元的に光モジュール４の位置の微調整を行う。図１（ｂ）に示すように、光モジュール４が、これに搭載された半導体レーザ２と光ピックアップケース１に設けられた光学系との光学的な結合が最適となる位置となったところで、第１の紫外線硬化型接着剤９に紫外光を照射して、光モジュール４（取付面）を光ピックアップケース１（側壁）に接着固定する。次に、治具８のチャッキングを開放する（図１（ｃ））。治具８のチャッキングを開放する時に無理なストレスが光モジュール４に掛かると、その光ピックアップケース１に対する位置がずれ、光モジュール４（半導体レーザ２の発光部）と光ピックアップケース１（光学系）との間に大きな光軸ずれを起こす場合がある。さらに、光ピックアップ装置１００の薄型化や高機能化に伴い、光ピックアップケース１（例えば、これに搭載された電子回路）から光モジュール４へ引き回されるフレキシブルプリント基板５は大きな曲率で屈曲され、また、これに多層配線が形成されることで、その剛性が高くなる。このようにして引き回され且つ光モジュール４（半導体レーザ２）に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板５には大きなストレスが掛かり、このストレスが光モジュール４（取付面）と光ピックアップケース１（側壁）との接着界面に掛かるストレスを増大させる。さらに、光ピックアップ装置１００において、上記フレキシブルプリント基板５の形状は光モジュール４，１０１ごとに異なるため、光ピックアップケース１にはあらゆる方向にストレスが生じている。そのため、光モジュール４を光ピックアップケース１に固定する第１の紫外線硬化型接着剤９の硬度及び弾性率は大きい方が望ましい。

次に、図１（ｄ）に示すように、第２の紫外線硬化型接着剤１１を第１の紫外線硬化型接着剤９の周りを覆うように、ディスペンサーを用いて塗布し、その後、第２の紫外線硬化型接着剤１１を紫外光で照射して硬化させる。第２の紫外線硬化型接着剤１１は、硬化する際に力を発生するため、第２の紫外線硬化型接着剤２として、硬化収縮の小さい接着剤を用いるとよい。

一般的に、柔らかく且つ弾性率の小さい接着剤は、これに含まれるフィラーの量も少ないため、その粘度が小さい上にチクソ性（Thixotropy）も低い。このような樹脂を光モジュール４（取付面）と光ピックアップケース１（側壁）とを隔てる空間に塗布した場合、当該樹脂は、紫外線で照射される前にその塗布位置から垂れてしまうため、当該空間に形成される接着剤のフィレット形状のばらつきを大きくする。その結果、光モジュール４の動作により加熱される接着剤（の層）のアンバランスな熱収縮により、光モジュール４の取付面が、光ピックアップケース１の側面の一端に向けて位置ずれすることも懸念される。さらに、柔らかく且つ弾性率の小さい接着剤は、高温に加熱された時に当該接着剤に含まれるモノマー成分及び光開始剤を分解しやすい傾向があり、これを第１の紫外線硬化型接着剤９の周りに塗布すると、放熱材１０と同様の悪影響を第１の紫外線硬化型接着剤９に与えるということもあげられる。

これに対して硬く又は弾性率の大きい接着剤は、柔らかい接着剤に比べ、粘度が非常に大きく、接着剤自体の分解が非常に小さいという特徴がある。そのため、塗布時に、ディスペンサーの圧力及び時間をコントロールすることにより、上記空間の所定の位置に塗布することが可能となり、当該空間に形成される接着剤のフィレット形状のばらつきも非常に小さい。その結果、光モジュール４（取付面）と光ピックアップケース１（側面）との接着構造に対する当該接着剤の熱収縮の影響も非常に小さい。その上、当該接着剤は、その硬化後に非常に硬くなり、その変形も小さいことから、その動作により高温に加熱された光モジュール部４の変形も抑制される。

以上から、光モジュール４と光ピックアップケース１との接着構造に対する外部の影響を抑え、且つその位置安定性を保つためには、第２の紫外線硬化型接着剤１１の硬度及び弾性率の少なくとも一方を、第１の紫外線硬化型接着剤９のそれに比べて大きくすることが望ましい。また、第１の紫外線硬化型接着剤９及び第２の紫外線硬化型接着剤１１の吸水率は極力小さくするとよい。

第１の紫外線硬化型接着剤９及び第２の紫外線硬化型接着剤１１を最適に選択する指針の一つは、夫々の硬化後の物性を以って、次のように例示される。第１の紫外線硬化型接着剤９は、その硬化後、室温（２５℃）において、ショアＤにて硬度８０以上もしくはビッカース硬さにて硬度２０以上、又は弾性率２．５ＧＰａ以上を満たし、光モジュール４の動作温度（例えば７０℃）において、ショアＤにて硬度６５以上もしくはビッカース硬さにて硬度１０以上、又は弾性率５００ＭＰａ以上を満たすと良い。ショアＤと記される硬度（ショア硬度Ｄ，Shore Hardness D）は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３やＩＳＯ ７６１９の規定に即して、タイプＤのデュロメータ（Durometer）により計測される。また、ビッカース硬さ（Vickers Hardness）は、ＪＩＳＺ２２４４やＩＳＯ６５０７−１の規定に即して計測される値である。上述した接着構造において、第２の紫外線硬化型接着剤１１は硬く弾性率が高いため、これによる接着強度は小さい傾向にある。第２の紫外線硬化型接着剤１１は、柔らかい接着剤に比べ接着強度の補強効果は小さいが、これが接着層への外部からの影響を遮断すること及び第１の紫外線硬化型接着剤９に悪影響を与えにくいことから、当該接着構造を維持する精度の観点において非常に有効である。さらに、第１の紫外線硬化型接着剤９の接着力が、外部環境に因り低下することも、第２の紫外線硬化型接着剤１１で抑制される。なお、第２の紫外線硬化型接着剤１１は、第１の紫外線硬化型接着剤９よりも高いガラス転移温度を示し、またこれに含有されるフィラー量が多いことが望ましい。

次に、図１（ｅ）に示すように、熱伝導性の優れた放熱材１０を光ピックアップケース１と光モジュール４の間に充填する。この樹脂は、例えば室温硬化型の熱伝導性に優れた樹脂であるが、接着強度が非常に小さいため、光モジュール４に熱を篭らせないための排熱経路として利用される。なお、放熱材１０は室温硬化型の樹脂であるため、その硬化に最低数時間以上を要する。また、この放熱材１０は、光ピックアップケース１と光モジュール４との間のみならず、図２に示すように、光モジュール４と光ピックアップのカバー１２（広義の光ピックアップケースの一部分）との間にも充填して、光モジュール４からの発熱を光ピックアップケース１の全体に逃がしてもよい。

図２は、光ピックアップケース１と光モジュール４との接着構造を、光ピックアップ装置１００の厚み方向（Ｚ軸）に沿って切断した断面を示し、Ｘ軸方向に光軸を挟んで並設された第１の紫外線硬化型接着剤９と第２の紫外線硬化型接着剤１１とからなる接着構造の一対（図１（ｅ）参照）の一方が、Ｚ軸方向に延在して描かれる。この接着構造は、図１（ｅ）や後述の実施例で参照する図３及び図４に示されるように、光モジュール４（これに搭載された半導体レーザ２等の光学素子）から光ピックアップケース１に向けて仮想的に引かれる「光軸」の両側に夫々形成される。光モジュール４における上記「取付面」は、この「光軸」と交差する面としても規定される。この取付面において、上記接着構造の一対の並設方向（Juxtaposition Direction）は、上記Ｘ軸方向に限らず、Ｘ−Ｚ平面にてＸ軸方向と交差する方向（例えば、Ｚ軸）としてもよい。また、接着構造の一対は、取付面において、この取付面と上記「光軸」とが交差する点に関して、対称的に配置されなくともよい。このように接着構造の一対の配置に関する制限を緩めても、この一対が光ピックアップケース１と光モジュール４との間に形成されることにより、光モジュール４は光ピックアップケース１に対して所望の位置に安定して固定される。

なお、図２において、上述したフレキシブルプリント基板５は、光ピックアップケース１とその下面に接続されるカバー１２との間から光モジュール４の取付面に接する面の一つ（下面）に沿って引き出され、光モジュール４の取付面とは反対側の面から突出する半導体レーザ２の端子部分７に電気的に接続される。放熱材１０は光モジュール４の下面とカバー１２とに挟まれた空間に、これによりフレキシブルプリント基板５が埋め込まれるように充填される。

図３は、本発明による光ピックアップ装置の他の実施形態を示し、光ピックアップケース１の側壁が光モジュール４の両側にも対向する。光モジュール４は、その取付面（光軸の両側に第１の紫外線硬化型接着剤９と第２の紫外線硬化型接着剤１１の接着面が形成された面）と、当該取付面の両端で接する他の２面とで、光ピックアップケース１の側壁に夫々対向する。本実施例では、放熱材１０を光モジュール４の取付面とこれに対向する光ピックアップケース１の側壁とに挟まれた空間のみならず、光モジュール４の取付面に接する他の２面とこれに対向する光ピックアップケース１の側壁（他の側壁）とに挟まれた空間にも夫々充填することにより、光モジュール４の放熱性を高める。なお、光モジュール４の取付面の両側が光ピックアップケース１の側壁で囲まれたことにより、その取付面に第２の紫外線硬化型接着剤１１を塗布しにくい場合は、第１の紫外線硬化型接着剤９を光モジュール４（半導体レーザ２）の発光点側に塗布することにより、第２の紫外線硬化型接着剤１１を塗布し易くしてもよい。

図４は、本発明による光ピックアップ装置の他の実施形態を示し、その構造上、接着間隔が狭く、光モジュール４の取付面とこれに対向する光ピックアップケース１の側壁との間に第２の紫外線硬化型接着剤１１が入りにくい場合において有効である。本構造では、第１の紫外線硬化型接着剤９の露出された面の全域ではなく、その一部分のみを第２の紫外線硬化型接着剤１１で被膜している。第１の紫外線硬化型接着剤９に対する外部からの影響は、その露出部が第２の紫外線硬化型接着剤１１で覆われる比率を高めるほど（その被覆される表面積が大きいほど）、抑制される。しかし、本実施例の如く、光モジュール４の取付面と光ピックアップケース１の側壁が非常に接近している構造では、第１の紫外線硬化型接着剤９の露出された一部を第２の紫外線硬化型接着剤１１で覆うだけでも、第１の紫外線硬化型接着剤９に対する外部環境からの影響を遮断できる。例えば、第１の紫外線硬化型接着剤９の光モジュール４の取付面の端部に向けて露出される部分を第２の紫外線硬化型接着剤１１で覆うと、第２の紫外線硬化型接着剤１１の塗布部分より当該取付面の内側（光軸側）の領域（空間）が、この塗布された第２の紫外線硬化型接着剤１１により実質的に封止される。

近年、光ピックアップ装置の小型・薄型化と共に、各種規格のＤＶＤそして青色半導体レーザに対応したBlu-rayディスク、ＨＤ−ＤＶＤ等の光記録媒体への高速記録が望まれている。光ディスクドライブ装置の高速記録対応により、これに搭載される光ピックアップ装置の光モジュールの発熱量が増大する上、光ピックアップ装置自体の放熱許容量が非常に厳しくなっているため、光モジュールの構造には、放熱性の確保しつつ、高い位置保持精度を持つ信頼性の高い接着構造が必須になる。このため、光ピックアップ装置自体の放熱性を確保しつつ、光モジュールを光ピックアップ装置本体（これを構成するケース）に固定する厚い接着層に当該光モジュールに接続されたフレキシブル基板等からのストレスが掛かっても、この接着層の長期的な変形による光軸ずれを小さくできる光モジュールの接着固定技術が切望された。本発明は、光ピックアップ装置に対する斯様な要望を満たし、その信頼性と品質を高め得る重要技術である。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る光ピックアップ装置の製造工程における、光モジュールの調整工程及びその光ピックアップケースへの接着工程についての説明図。 図１（ａ）〜（ｄ）に示す工程を経て光モジュールが接着された光ピックアップケースを示す説明図。 本発明の他の実施の形態を示す説明図。 本発明の他の実施の形態を示す説明図。 本発明の他の実施の形態を示す説明図。 本発明が適用される光ピックアップ装置の斜視図。

符号の説明

１・・・光ピックアップケース、２・・・半導体レーザ、３・・・レーザホルダー、４・・・光モジュール（発光部）、５・・・フレキシブル基板、６・・・はんだ、７・・・端子部分、８・・・冶具、９・・・第１の紫外線硬化型接着剤、１０・・・放熱材、１１・・・第２の紫外線硬化型接着剤、１２・・・カバー、１００・・・光ピックアップ装置、１０１・・・光モジュール（検出部）、１０２・・・対物レンズ、１０３・・・検出レンズ、１０４・・・ビームスプリッター、１０５・・・プリズム、１０６・・・補助レンズ、１０７・・・３次元アクチュエータ。

Claims (12)

1. 光学素子を備えた少なくとも一つの光モジュールと、
   前記光モジュールが間隙を介して接着固定されたピックアップケースとを備え、
   前記光モジュールは、前記光学素子から前記ピックアップケースに延びる光軸を挟む少なくとも２箇所で第１の紫外線硬化型接着剤により該ピックアップケースに固定され、
   前記第１の紫外線硬化型接着剤の前記光モジュールと前記ピックアップケースとの間において露出されている表面の少なくとも一部は該第１の紫外線硬化型接着剤より硬度又は弾性率の高い第２の紫外線硬化型接着剤で覆われることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記第１の紫外線硬化型接着剤及び前記第２の紫外線硬化型接着剤より熱伝導性の高い放熱材が、前記光モジュールと前記光ピックアップケースとに夫々接するように設けられている請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記放熱材は、前記光モジュールと前記光ピックアップケースとに挟まれ且つ前記第１の紫外線硬化型接着剤及び前記第２の紫外線硬化型接着剤のいずれも存在しない空間の少なくとも一部に形成されている請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記光モジュールは、前記光ピックアップケースと対向し且つ前記光軸と交差する第１の表面を有し、
   前記第１の紫外線硬化型接着剤及び前記第２の紫外線硬化型接着剤は、該第１の表面とこれに対向する該光ピックアップケースの表面とに夫々接している請求項１に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記第１の紫外線硬化型接着剤は、前記光モジュールの前記第１の表面の端から離れた部分に夫々接している請求項４に記載の光ピックアップ装置。
6. 前記第２の紫外線硬化型接着剤は、前記第１の紫外線硬化型接着剤の前記第１の表面の端に向けて露出された表面を覆う請求項４に記載の光ピックアップ装置。
7. 前記光モジュールは、その一辺で前記第１の表面と接し且つ該第１の表面と交差する方向に広がる少なくとも一つの第２の表面を有し、
   該第２の表面とこれに対向する前記光ピックアップケースの表面とに挟まれた空間の少なくとも一部には、前記第１の紫外線硬化型接着剤及び前記第２の紫外線硬化型接着剤より熱伝導性の高い放熱材が、該光モジュールの該第２の表面とこれに対向する該光ピックアップケースの該表面に夫々接するように設けられる請求項４に記載の光ピックアップ装置。
8. 前記光モジュールの前記第１の表面とは異なる面には前記光学素子の端子が設けられ、該端子に電気的に接続される一端を有する可撓印刷回路基板が前記光ピックアップケースから引き出されている請求項４に記載の光ピックアップ装置。
9. 前記第２の紫外線硬化型接着剤は、前記第１の紫外線硬化型接着剤より高いガラス転移温度を示す請求項１に記載の光ピックアップ装置。
10. 前記第２の紫外線硬化型接着剤は、前記第１の紫外線硬化型接着剤より多くのフィラーを含有する請求項１に記載の光ピックアップ装置。
11. 前記放熱材は、空気中の湿気により硬化する常温硬化型の樹脂である請求項２、請求項３、及び請求項６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の光ピックアップ装置を備えた光ドライブ装置。
    

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