JP2007282372A

JP2007282372A - 駆動装置及び光学装置

Info

Publication number: JP2007282372A
Application number: JP2006105032A
Authority: JP
Inventors: Akira Wada; 和田　　晃
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】接着に際して仮止め用のジグを必要とする時間を短縮し、ジグの数量が削減でき、ジグに要する費用の削減によるコストダウンが可能な圧電素子を用いた駆動装置を得ること。
【解決手段】駆動パルス発生手段に接続されて伸縮する圧電素子と、圧電素子の一方の端部に固着されたガイド部材と、圧電素子の他方の端部に固着された錘と、錘が固着された固定用部材と、を有する駆動装置において、錘と固定用部材とを、硬化に要する時間の異なる接着手段を用いて固着した駆動装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は圧電素子（ピエゾ素子）等の電気機械変換素子、特に圧電素子を用いた駆動装置及び該駆動装置を用いた光学装置に関するものである。

従来より、小型で高出力の駆動装置として、圧電素子の伸縮速度を制御することにより被駆動体である移動体を移動させる駆動装置が知られている。

この駆動装置は、圧電素子の一方の端部にガイド部材が固着され、ガイド部材に被駆動部材が摩擦結合された構成のものであり、圧電素子に鋸歯状波の駆動パルスを印加して、ガイド部材を軸方向に往復振動させ、被駆動部材を軸方向に移動させるものである。

このような駆動装置の圧電素子とガイド部材の接着に関し、接着剤を圧電素子端面及び側面部に塗布して、圧電素子とガイド部材を接着したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、これらの接着に用いられる接着剤としては熱硬化性エポキシ系の接着剤が一般的に用いられている。
特開２００５−３３１７６１号公報

上記の特許文献１に記載の駆動装置は、圧電素子とガイド部材を充分な強度で接着でき、耐久性に富み信頼性の高い駆動装置を得ることができるものである。

しかし、熱硬化性エポキシ系の接着剤は、硬化温度が６０〜１５０度程度、硬化時間に３０〜１２０分程度を要するものである。一方、圧電素子の他方の端部は固定用の固定部材に接着されたり、錘を介して固定部材に接着される。この接着の工程では固定部材と圧電素子もしくは錘が離間しないように、双方を仮止めしておくためのジグが用いられる。

この接着に熱硬化性エポキシ系の接着剤を使用する場合、ガイド部材と圧電素子と固定部材とで構成された部位、またはガイド部材と圧電素子と錘と固定部材とで構成された部位に対し、熱硬化性エポキシ系の接着剤が硬化するまでの長い時間、圧電素子と固定部材または錘と固定部材の仮止めのためのジグが占有されてしまう問題がある。このため、量産時には大量の仮止めジグを用意する必要があると共に、上記の硬化温度に昇温し、高温を維持するための大きな炉が必要であり、生産用の仮止め用のジグ等の設備の費用が増大してしまうことになる。

また、硬化に際し、より高温（例えば１００度以上）にすると、硬化時間は短縮できるが、例えば樹脂成形レンズや、樹脂で形成された鏡枠等の樹脂部品を組み付けた状態での接着の場合には、樹脂部品が変形を起こす可能性があり、このような場合にはあまり高温にすることはできない。

本発明は、上記問題に鑑み、樹脂部品を組み付けた状態での接着も可能で、接着に際して仮止め用のジグを必要とする時間を短縮し、ジグの数量が削減でき、即ち、ジグに要する費用の削減によるコストダウンが可能な駆動装置を得ることを目的とするものである。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．駆動パルス発生手段に接続されて伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の一方の端部に固着されたガイド部材と、前記圧電素子の他方の端部に固着された錘と、前記錘が固着された固定用部材と、を有する駆動装置において、前記錘と前記固定用部材とを、第１接着手段と、前記第１接着手段とは硬化に要する時間の異なる第２接着手段を用いて固着したことを特徴とする駆動装置。

２．駆動パルス発生手段に接続されて伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の一方の端部に固着されたガイド部材と、前記圧電素子の他方の端部に固着された錘と、前記錘が固着された固定用部材と、を有する駆動装置において、前記錘と前記固定用部材とを、第１接着手段と前記第１接着手段とは硬化に要する時間の異なる第２接着手段を有する接着剤を用いて固着したことを特徴とする駆動装置。

３．駆動パルス発生手段に接続されて伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の一方の端部に固着されたガイド部材と、前記圧電素子の他方の端部に固着された固定用部材と、を有する駆動装置において、前記圧電素子と前記固定用部材とを、第１接着手段と、前記第１接着手段とは硬化に要する時間の異なる第２接着手段を用いて固着したことを特徴とする駆動装置。

４．駆動パルス発生手段に接続されて伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の一方の端部に固着されたガイド部材と、前記圧電素子の他方の端部に固着された固定用部材と、を有する駆動装置において、前記圧電素子と前記固定用部材とを、第１接着手段と前記第１接着手段とは硬化に要する時間の異なる第２接着手段を有する接着剤を用いて固着したことを特徴とする駆動装置。

５．前記第１接着手段と前記第２接着手段は、硬化手段の異なる接着手段であることを特徴とする１〜４のいずれかに記載の駆動装置。

６．前記第１接着手段は、光硬化性の接着剤であることを特徴とする１〜５のいずれかに記載の駆動装置。

７．前記第２接着手段は、湿気硬化、熱硬化、プライマー硬化、嫌気硬化のいずれかの性質を有する接着剤であることを特徴とする１〜６のいずれかに記載の駆動装置。

８．前記第１接着手段を外部から光照射が可能な部位に塗布し、前記第２接着手段を外部から光照射が困難な部位に塗布したことを特徴とする１〜７のいずれかに記載の駆動装置。

９．１〜８のいずれかに記載の駆動装置を備え、前記駆動装置により光学素子を移動させることを特徴とする光学装置。

本発明によれば、接着に際して仮止め用のジグを必要とする時間を短縮でき、ジグの数量が削減でき、ジグに要する費用の削減によるコストダウンが可能な駆動装置を得ることが可能となり、該駆動装置を備えた低コストの光学装置を得ることが可能となる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本実施の形態に係る駆動装置１を備えた光学装置の一例を示す概略図である。

同図において、駆動装置１は、駆動源となる圧電素子１０と、圧電素子１０の一方の端部に固着され、圧電素子１０の伸縮により軸方向に移動するロッド状のガイド部材２０と、ガイド部材２０に摩擦結合された移動部材３０と、圧電素子１０の他方の端部には錘１５が固着され、錘１５が固定される固定用部材１６を備えている。

ガイド部材２０と圧電素子１０、圧電素子１０と錘１５、錘１５と固定用部材１６は、それぞれ接着剤により接着固定されている。特に、錘１５と固定用部材１６は硬化に要する時間の異なる複数種の接着剤を用いて固着されている。

また、３ａ、３ｂは不図示の光学装置を構成する部材から延設された支持部材であり、支持部材３ａ、３ｂにはガイド部材２０が貫通嵌合している。

移動部材３０は、ＯＡを光軸とする光学素子であるレンズ６を保持する鏡枠３１を有し、鏡枠３１にはガイド部材２０が貫通する穴部が形成されている。鏡枠３１に組み付けられた摩擦部材３５は、バネ部材３６によりガイド部材２０に押圧されている。この押圧による摩擦力で鏡枠３１は、ガイド部材２０に支持され停止した状態となっている。

駆動回路４は、導線５を介して圧電素子１０の各電極１２に接続されており、圧電素子１０に駆動パルスを供給するものである。圧電素子１０は、この駆動パルスにより伸縮動作を行い、移動部材３０を光軸ＯＡに沿って移動させるものである。

図２は、駆動回路４が圧電素子１０に与える鋸歯状駆動パルスの例を示す図である。駆動回路４は鋸歯状の駆動パルスを発振する公知の発振回路が用いられる。

同図（ａ）に示す、緩やかな立ち上がり部１１１と急峻な立ち下がり部１１２が所定周期で繰り返す駆動パルスと、同図（ｂ）に示す、急峻な立ち上がり部１１３と緩やかな立ち下がり部１１４が所定周期で繰り返す駆動パルスのいずれかを所定量、圧電素子１０に与えることにより、移動体３０の移動方向及び移動量を制御することができる。鋸歯状の駆動パルスは、周波数を２０〜３０ＫＨｚ程度の可聴域を超えるように設定することで人間の可聴域から外すことができ好ましいが、それに限定されるものではない。

以上が、本実施の形態に係る駆動装置を備えた光学装置の概略である。なお、この光学装置は、レンズ６の像面に撮像素子が配置された撮像装置の一部であってもよいし、ＣＤ、ＤＶＤ等の光情報記録媒体への書き込み及び再生の少なくとも一方を行う光ピックアップ装置の一部であってもよい。

以下に、本実施の形態に係る駆動装置の錘１５と固定用部材１６の接着について詳しく説明する。なお、以下の図においては、説明の重複を避けるため、同部材には同符号を付与して説明する。

図３は、硬化に要する時間の異なる接着手段Ａ及びＢの塗布状態を示す模式図である。同図は固定用部材１６と錘１５の間の塗布状態を透視した図である。

図４は、本実施の形態に係る駆動装置の錘１５と固定用部材１６の接着工程の状態を示す側断面図である。

図５は、本実施の形態に係る駆動装置の錘１５と固定用部材１６の接着工程の状態を示す斜視図である。同図は、支持部材３ａ、３ｂ、ガイド部材２０、圧電素子１０、錘１５、固定用部材１６を抜き出したものであり、移動体３０は省略してある。

ガイド部材２０、圧電素子１０、錘１５は予め接着により組み立てられ小ユニットとされた後、ガイド部材２０を支持部材３ａに貫通させ、ガイド部材２０に移動体３０を組み付け、更にガイド部材２０の端部を支持部材３ｂに貫通させて組み立てられている。

この後、図３に示すように、錘１５の端面もしくは固定用部材１６の接着位置に硬化に要する時間が異なる、好ましくは異なる硬化手段の接着手段Ａ及びＢが塗布される。

接着手段Ａは、望ましくは紫外線硬化型の接着剤であり、駆動装置が組み立てられた状態で、駆動装置の外側から紫外線を含む光を照射可能な部位に塗布される。即ち、図３に示す如く、錘１５の外周部のうち駆動装置の外側に塗布される。

一方、接着手段Ｂは、接着手段Ａとは異なる硬化手段を有する、例えば、湿気硬化、熱硬化、プライマー硬化、嫌気硬化のいずれかの性質を有する接着剤が用いられ、図３に示す如く、錘１５と固定用部材１６に挟まれる領域及び錘１５の外周部のうち駆動装置の内側の部位に塗布される。

接着手段Ａ及びＢが塗布された後、固定用部材１６と錘１５が当接するように、図４、５の如く、ガイド部材２０の端面と固定用部材１６の裏面とを仮止め、即ち固定用部材１６と錘１５が離間しないようにジグ４１により挟持し、図示白矢印方向に付勢した状態とする。ジグ４１は、一方の腕部４２と他方の腕部４３が蝶番４４で結合され、引っ張りコイルバネ４５により、図示白矢印方向に付勢力が働くように構成されている。即ち、ガイド部材２０、圧電素子１０、錘１５が接着された小ユニットの錘１５と固定用部材１６を、腕部４１と４２で付勢しつつ挟持するものである。

このとき図４に示す如く、支持部材３ａと固定用部材１６も、接着剤Ｃにより接着される。接着剤Ｃは紫外線硬化型の接着剤が好ましいが、これに限るものでない。

ジグ４１によりガイド部材２０の端面と固定用部材１６の裏面とを挟持した状態で、駆動装置の外側より紫外線もしくは紫外線を含む光を照射することで、錘１５の外周部に塗布された紫外線硬化型の接着手段Ａを硬化させる。

これにより、錘１５と固定用部材１６は接着手段Ａにより仮止めされ、ジグ４１を外しても、錘１５と固定用部材１６は当接した状態が維持されるようになる。即ち、ジグ４１を、紫外線硬化型の接着剤Ａを硬化させるための時間（例えば１０秒程度）、即ち短時間のみ必要なものとすることができる。

ジグ４１を外して以降は、時間の経過に従い接着手段Ｂの硬化により、駆動装置として充分な強度の接着固定、いわゆる本止めが行われることになるが、接着手段Ｂに各種のものが用いられた場合のそれぞれについて説明する。

接着手段Ｂに湿気硬化性の接着剤を用いた場合は、ジグを外して以降、乾燥した特殊な環境でない限り、空気中に放置しておくだけで、空気中の水分即ち湿度により充分な強度まで硬化させることができる。硬化時間は２時間以上必要であるが、上記のように紫外線硬化型の接着剤Ａにより仮止めされているため、ジグは不要であり、他の工程を進めている間や、出荷までの待機時間中に硬化を進行させることが可能となる。

接着手段Ｂに熱硬化性の接着剤を用いた場合は、加熱により充分な強度まで硬化させることができる。硬化時間は３０分以上必要であるが、紫外線硬化型の接着手段Ａにより仮止めされているため、ジグは不要であり、硬化炉内での占有する体積を縮小することができ、このため同容積の炉であれば、より大量の駆動装置を一度に加熱することができるようになり、生産性を向上させることができる。

接着手段Ｂに嫌気硬化性の接着剤を用いた場合は、外気と遮断することにより硬化する。よって、錘１５と固定用部材１６の当接面等に用いるのに好適である。また、より硬化を進行させるには真空チャンバー内に入れて脱気しても良く、この場合にも紫外線硬化型の接着手段Ａにより仮止めされているため、ジグは不要であり、真空チャンバー内での占有する体積を縮小することができ、このため同容積の真空チャンバーであれば、より大量の駆動装置を一度に硬化させることができるようになり、生産性を向上させることができる。

接着手段Ｂにプライマー硬化性の接着剤を用いた場合は、接着剤Ｂの塗布領域にプライマーを塗布した後、主剤を塗布することで、プライマーにより硬化が進行する。この場合も、紫外線硬化型の接着手段Ａにより仮止めされているため、ジグは不要であり、他の工程を進めている間や、出荷までの待機時間中に硬化を進行させることが可能となる。

以上の実施例では、接着手段Ａと接着手段Ｂを別の接着剤として説明したが、１つの接着剤の中に、接着手段Ａの機能の仮止めの機能と、接着手段Ｂの本止めの機能をもった接着剤Ｄを使用してもよい。

接着剤Ｄを使用した場合、一回の塗布で接着手段Ａの機能の仮止めが行われるとともに、接着手段Ｂの機能の本止めが行われ、工程が少なくなるという効果がある。

接着剤Ｄの例として、接着手段Ａが紫外線硬化型の接着剤であり、接着手段Ｂが湿気硬化性の接着手段である場合は、例えば、（株）スリーボンド製、スリーボンド３０５６Ｂ等が好ましい。

接着剤Ｄの例として、接着手段Ａが紫外線硬化型の接着剤であり、接着手段Ｂが熱硬化性の接着手段である場合は、例えば、（株）スリーボンド製、スリーボンド３０４２、スリーボンド３０５７、スリーボンド３０１３等が好ましい。

接着剤Ｄの例として、接着手段Ａが紫外線硬化型の接着剤であり、接着手段Ｂが嫌気性の接着手段である場合は、例えば、（株）スリーボンド製、スリーボンド３０６４、スリーボンド３０６５、スリーボンド３０６７、スリーボンド３０６０等が好ましい。

接着剤Ｄの例として、接着手段Ａが紫外線硬化型の接着剤であり、接着手段Ｂがプライマー硬化性の接着手段である場合は、例えば、（株）スリーボンド製、スリーボンド３００６、スリーボンド３０５５等が好ましい。

以上説明したように、ガイド部材と圧電素子と錘で組み立てられた小ユニットに、固定用部材を接着する際に、硬化に要する時間の異なる接着剤を用い、即ち、短時間で硬化する接着剤により仮止めを行い、仮止め用のジグの必要な時間を短縮し、以降はジグ無しで、硬化に要する時間の長い接着剤による充分な強度を得るための硬化を進行させることが可能となり、これにより量産時のジグの数量が削減でき、ジグに要する費用の削減によるコストダウンが可能な駆動装置を得ることができる。

なお、上記の実施の形態においては、ガイド部材と圧電素子と錘と固定用部材の構成の駆動装置の錘と固定用部材を接着する場合の例を用いて説明したが、本発明は、上記構成に限るものでなく、錘を使用せずに、ガイド部材と圧電素子と固定用部材の構成の駆動装置の圧電素子と固定用部材を接着する場合にも適用可能である。

本実施の形態に係る駆動装置を備えた光学装置の一例を示す概略図である。駆動回路が圧電素子に与える鋸歯状駆動パルスの例を示す図である。硬化に要する時間の異なる接着剤Ａ及びＢの塗布状態を示す模式図である。本実施の形態に係る駆動装置の錘と固定用部材の接着工程の状態を示す側断面図である。本実施の形態に係る駆動装置の錘と固定用部材の接着工程の状態を示す斜視図である。

符号の説明

１駆動装置
３ａ、３ｂ支持部材
４駆動回路
５導線
６レンズ
１０圧電素子
１５錘
１６固定用部材
２０ガイド部材
３０移動部材
３１鏡枠
３５摩擦部材
３６バネ部材
４１ジグ
４２、４３腕部材
４４蝶番
４５引っ張りコイルバネ
Ａ、Ｂ接着剤
ＯＡ光軸

Claims

駆動パルス発生手段に接続されて伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の一方の端部に固着されたガイド部材と、前記圧電素子の他方の端部に固着された錘と、前記錘が固着された固定用部材と、を有する駆動装置において、
前記錘と前記固定用部材とを、第１接着手段と、前記第１接着手段とは硬化に要する時間の異なる第２接着手段を用いて固着したことを特徴とする駆動装置。
駆動パルス発生手段に接続されて伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の一方の端部に固着されたガイド部材と、前記圧電素子の他方の端部に固着された錘と、前記錘が固着された固定用部材と、を有する駆動装置において、
前記錘と前記固定用部材とを、第１接着手段と前記第１接着手段とは硬化に要する時間の異なる第２接着手段を有する接着剤を用いて固着したことを特徴とする駆動装置。
駆動パルス発生手段に接続されて伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の一方の端部に固着されたガイド部材と、前記圧電素子の他方の端部に固着された固定用部材と、を有する駆動装置において、
前記圧電素子と前記固定用部材とを、第１接着手段と、前記第１接着手段とは硬化に要する時間の異なる第２接着手段を用いて固着したことを特徴とする駆動装置。
駆動パルス発生手段に接続されて伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の一方の端部に固着されたガイド部材と、前記圧電素子の他方の端部に固着された固定用部材と、を有する駆動装置において、
前記圧電素子と前記固定用部材とを、第１接着手段と前記第１接着手段とは硬化に要する時間の異なる第２接着手段を有する接着剤を用いて固着したことを特徴とする駆動装置。
前記第１接着手段と前記第２接着手段は、硬化手段の異なる接着手段であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動装置。
前記第１接着手段は、光硬化性の接着剤であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の駆動装置。
前記第２接着手段は、湿気硬化、熱硬化、プライマー硬化、嫌気硬化のいずれかの性質を有する接着剤であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の駆動装置。
前記第１接着手段を外部から光照射が可能な部位に塗布し、前記第２接着手段を外部から光照射が困難な部位に塗布したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動装置。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の駆動装置を備え、前記駆動装置により光学素子を移動させることを特徴とする光学装置。