JP2698344B2 - 光学式ピツクアツプのレンズホルダー - Google Patents
光学式ピツクアツプのレンズホルダーInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は光学式情報記録再生装置のフオーカス制御
およびトラツキング制御を行なうための光学式ピツクア
ツプのレンズホルダーに関するものである。 〔従来の技術〕 従来、ビデオデイスクプレーヤ、デジタルオーデイオ
プレーヤ、光デイスクフアイルなどの装置において、デ
イスク上の信号トラツク（情報ビツト列）と情報を検出
するための光ビームをデイスク面上に適正位置に集光さ
せる対物レンズの光軸とにずれ（光軸の径方向ずれ）が
あると正確な読み取りが出来ないので、通常、対物レン
ズの焦点ずれに対してはフオーカシングサーボにより、
また信号トラツクのずれに対してはトラツキングサーボ
によつて補償されるようになつている。その具体的な方
法には多くのものがあるが、一例を挙げると第１図およ
び第２図に示す光学式ピツクアツプのレンズホルダーが
ある。 第１図および第２図において、ベース１には支持軸２
と磁気コア３とが設けられ、支持軸２にはレンズホルダ
ー10が回転可能に嵌合されている。そしてレンズホルダ
ー10はホルダー本体11の中心部に金属のスリーブ12と、
外周部に駆動用コイル13と、さらにスリーブ12の偏心位
置に対物レンズ15を取り付けるためのレンズ取付け孔14
とを有している。ここで駆動用コイル13はスリーブ12の
軸芯を中心として巻かれたフオーカスコイルと、対物レ
ンズ15の光軸と直交する軸を中心として巻かれ、スリー
ブ12の軸芯を含む平面を対称面として対向位置に配置さ
れるトラツキングコイル（図示省略）とを含んでいて、
フオーカスコイルおよびトラツキングコイルに流れる電
流に応じてレンズホルダー10の軸方向の移動量および回
転量が制御される。したがつて、このような制御の応答
性を向上させるためには、レンズホルダー10の重量を可
能な限り軽くして慣性力を小さくすることが好ましく、
通常ホルダー本体11はアルミニウム合金または合成樹脂
からなる軽量素材によつて形成される。なお、第１図お
よび第２図のスリーブ12は別途成形されたホルダー本体
11に、圧入または接着によつて固定されたものであつて
も、またはホルダー本体11と一体成形されたものであつ
てもよく、ホルダー本体11は図示のような円筒形のもの
に限らず角柱形等の任意の形状のものであつてもよい。
しかし、いずれにしても支持軸２と接するスリーブ12の
内径（スリーブ12がホルダー本体11と同一材料で一体成
形されたときはホルダー本体11自体の内径に相当する）
の寸法精度を高めるか、またはスリーブ12の内面とこの
内面に接する支持軸２の外周面とにたとえばフツ素樹脂
含有の重合体のような潤滑性被膜を形成して両者間の摺
動特性を向上させて、前記軽量化と相俟ってホルダー10
の応答性および信頼性の改善が図られてきた。 これら方法の中で、スリーブ12の内面がアルミニウム
またはその合金のような金属質ときは、高温多湿の雰囲
気下では容易に腐食して錆が発生し正常な摺動が阻害さ
れるばかりでなく、ホルダー本体11が金属質のときは通
常削り出しによるため成形費用が高価であるという欠点
もある。また潤滑性被膜を形成する方法においては、潤
滑性被膜が四フツ化エチレン樹脂、四フツ化エチレン六
フツ化プロピレン樹脂、パーフルオロアルコキシ樹脂等
の潤滑性に富む含フツ素樹脂を、ポリイミド樹脂、ポリ
アミドイミド樹脂、エポキシ樹脂など基材に対する密着
性に優れたバインダー用の樹脂中に分散させたものであ
るから、被膜の基材側（接着側）にはバインダー用の樹
脂に富んだ層を、また反対側（摺動面側）には含フツ素
樹脂に富んだ層を凝集エネルギー密度等の差を利用して
形成しなければならず、膜厚はどうしても厚くなり、真
円度、円筒度などの寸法精度が得難いばかりでなく、各
レンズホルダー10と支持軸２との摺動面における取り付
けすきまのバラツキが大きくなつて、制御の安定性には
不利を招くことになる。また、支持軸２に摺動するスリ
ーブ12の内面粗さはアルミニウムまたはその合金の場合
通常0.2〜0.8S程度で鏡面にはほど遠く、支持軸２との
間に介在する潤滑性被膜はその粗面によつて削られ、生
じた摩耗粉が間隙を埋め、作動不良の原因となることも
多く、たとえスリーブ12が合成樹脂からなる場合にも、
樹脂の弾性率（剛性）は小さく、フオーカシングまたは
トラツキングの際に、その弾性率に見合う周波数によつ
て高次共振が起こり制御が効かなくなるため合成樹脂に
ガラス繊維や炭素繊維等を配合して複合材といて弾性率
を大きくする手段が採られる。しかしこのような方法で
は複合された繊維類の尖端もしくはエツジ等で被膜面を
引掻くため摩耗が激しく、前記同様の作動不良を招くこ
とになる。 また、合成樹脂基材からなるレンズホルダー10と潤滑
性被膜を設けない支持軸２（通常ステレンス鋼）との組
合わせは、コスト面から非常に有利ではあるが、摺動特
性は好ましくなく、比較的長期間作動させると摩耗が起
こり、摩耗粉による作動不良現象の起こることもあるの
で、近年になつて、フツ素樹脂などの固体潤滑剤を配合
した合成樹脂を素材としたレンズホルダー10とステレン
ス鋼等の金属、SiC等のセラミツクなどからなる支持軸
２との組合わせも検討されてはいる。しかしこの方法と
してもフツ素樹脂のような弾性率の非常に小さい固体潤
滑剤を配合したのではレンズホルダー10の弾性率は低
く、前記の共振問題を引き起こすと同時に、駆動用コイ
ルや対物レンズ15などに対する接着力を低下させるの
で、摺動特性が向上しても長期使用に耐えられず好まし
くない。また基材となる合成樹脂中の潤滑剤の分散が悪
いと、かえつて摩耗を促進させ、特にフツ素樹脂の摩耗
粉は支持軸２の表面にフイルム状になつて付着し、除去
されにくくなるため、摺動不良の原因となり、信頼性は
まだまだ不充分なものであつた。さらに支持軸２と接す
るレンズホルダー10の摺動部内面にフッ素樹脂のフイル
ムを接着した被膜を形成したりする方法も試みられた
が、内径の寸法精度を損うことなくフイルムを接着する
ことは不可能であり、フツ素樹脂を溶解した有機溶剤は
希釈してもかなり高粘度のものであつて、通常１〜3mm
程度の内径の小穴に施工すること自体きわめて困難であ
り、施工後に機械的仕上げを行なつて寸法を出したとし
ても長期摺動時にフツ素樹脂の摩耗粉がフイルム状に引
き伸ばされて支持軸２の外面に強固に付着し、作動不良
となつて長期安定性は確保されなかつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このように従来の技術に基づく光ピツクアツプのアク
チユエータ特にこれを構成するレンズホルダー10には、
潤滑特性、耐摩耗性、高弾性率の点で優れているものは
なく、フオーカシングサーボおよびトラツキングサーボ
の不安定性、不確実性または作動不能等信頼性および耐
久性に欠けるという問題点があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の問題点を解決するために、この発明は、光学式
ピックアップの固定部の支持軸に対し、摺動および回転
可能に嵌合される軸受部を形成した光学式ピックアップ
のレンズホルダーにおいて、このレンズホルダーを、合
成樹脂を基材とする複合材料に、下記の（Ａ）もしくは
（Ｂ）のいずれか一方または両方が配合し、官能基同士
を反応させた状態で前記複合材料中に（Ａ）もしくは
（Ｂ）または両方を分散保持させた組成物で成形した光
学式ピックアップのレンズホルダーとしたものである。 記 （Ａ）官能基を含む単位を有するオルガノポリシロキサ
ン （Ｂ）官能基を含む単位を有する含フッ素重合体 以下、その詳細を述べる。 まず、この発明における合成樹脂を基材とする複合材
料は弾性率が非常に大きく、温度変化に対して安定性が
良好であり、成形収縮率および熱膨張率が小さく、吸水
率が小さいかまたは吸水しても寸法変化の小さいもので
あることが望ましい。したがつて合成樹脂や充填剤等の
種類、配合割合などを特に限定するものではないが、通
常の場合、無機質の繊維状または粉末状の充填剤を比較
的多量混入することができ、しかもホルダー本体11に駆
動用コイル13などの付属物を取り付ける際の加熱に耐え
得る耐熱性（たとえば150℃前後またはそれ以上）を有
する合成樹脂として、ポリフエニレンサルフアイド樹
脂、ポリエーテルケトン樹脂、芳香族ポリエステル樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、
ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などを例示することがで
きるが、これら合成樹脂は単独であつても２種以上の併
用であつてもかまわない。 つぎに、この発明におけるオルガノポリシロキサン
は、たとえばジメチルシロキサン、メチルフエニルシロ
キサン、トリメチルフルオロプロピルシロキサン等のシ
ロキサンの単独重合体または２種以上の共重合体に官能
基を導入したものである。その官能基はたとえばエポキ
シ基、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト
基、イソシアネート基等であつて、これらを導入した具
体的な例はつぎのとおりである。なお、各官能基ごとの
例は例示されたものに限られるものではない。 である。ここでこれら式中のＲはアルキレン基など、ｍ
は５〜10000、ｎは２〜100の数字を示す。 さらにこの発明における含フツ素重合体はポリフルオ
ロアルキル重合体またはフルオロポリエーテル重合体な
どである。ポリフルオロアルキル重合体はつぎに示すよ
うなフルオロアルキル基を有する重合体である。 F3C(CF2)7−、H(CF2)6−、ClF2C(CF2)11−、 また、フルオロポリエーテル重合体は −CXF2X−Ｏ−〔ただしＸは１〜４の整数〕を主要構造
単位とし、平均分子量が約1000〜50000の重合体であ
る。 これら含フツ素重合体も前記のオルガノポリシロキサ
ンと同様に官能基たとえばエポキシ基、アミノ基、カル
ボキシル基、水酸基、メルカプト基、イソシアネート基
などが導入されていて、具体的にはつぎのようなものを
挙げることができる。すなわち、 OCN−(CH2)6−NHCO−C6F12−CONH−(CH2)6−NCO、C8F17
C2H4OH、C10F21CONHC2H4OH、C8F17C2H4SH、 C6F13SCH2CH2OCO(CH2)5NH2、C8F17SO2F、 OCN−C6H3(CH3)−NHCOCF2C2F4O)mCF2OnCF2CONH−
(CH3)C6H3−NCO、 HOOC−CF2OC2F4OmCF2OnCF2COOH、 H3COOC−CF2OC2F4OmCF2OnCF2COOCH3、 HOCH2−CF2OC2F4OmCF2OnCF2−CH2OH、 HO(CH2)2−NHCO−CF2OC2F4O)mCF2OnCF2CONH−(CH
2)2OH、 H2N(CH2)2−NHCO−CF2OC2F4OmCF2OnCF2CONH(CH
2)2NH2、 Ｎ≡Ｃ−Ｏ−C6H3(CH3)−NHCOCF2C2F4OmCF2OnC
F2CONH−C6H3(CH3)−Ｏ−Ｃ≡Ｎ などである。 以上述べたこの発明の官能基を含む単位を有するオル
ガノポリシロキサンもしくは含フツ素重合体のいずれか
一方または両方を用いるにあたつては、それぞれの重合
体が単位として有する官能基が互に反応し合うように組
み合わせると、その反応によつて重合体の分子量はさら
に増大して成形品の硬度を向上させるのに役立つて好ま
しい。たとえば官能基がエポキシ基である重合体（オル
ガノポリシロキサンであつても含フツ素重合体であつて
も、またその両者であつてもかまわない。以下同じ）と
アミノ基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基の官
能基の中から選ばれる少なくとも１種類の基を含む重合
体との組み合わせ、官能基がカルボキシル基またはエス
テル基である重合体とアミノ基、水酸基の中から選ばれ
る少なくとも１種類の基を含む重合体との組み合わせ、
またはイソシアネート基を含む重合体と水酸基、アミノ
基、メルカプト基、カルボキシル基、エステル基の中か
ら選ばれる少なくとも１種類の基を含む重合体との組み
合わせなどは好ましい例である。 これらのオルガノポリシロキサンもしくは含フツ素重
合体のうち、エポキシ基含有のものを単独使用するとき
は、アミン類または酸無水物等を加えて、エポキシ基同
志を反応させるとよく、またイソシアネート基含有のも
のを単独使用するときは、ジアミノジフエニルメタン等
のジアミンもしくはエチレングリコール等のジオールを
加えてイソシアネート基同志を反応させるなど、同じ官
能基同志を反応させるために、適宜触媒作用を示す物質
を添加するとよい。またスズ化合物など三量化触媒を加
えて高分子量化させる方法を用いてもよい。 以上のオルガノポリシロキサンまたは含フツ素重合体
の配合量は、エポキシ基、イソシアネート基またはシア
ネート基のいずれか１種類を含有する重合体を単独で使
用する際には、合成樹脂を基材とする複合材料100重量
部に対して0.5〜30.0重量部である。なぜならば配合量
が0.5重量部未満の少量のときは摺動特性の改善効果は
不充分であり、逆に30.0重量部を越える多量では基材で
ある合成樹脂の機械的特性を著しく損うからであつて、
通常の場合、2.0〜20.0重量部の配合量が好ましい。ま
た、異種の官能基を含有する重合体を組み合わせて互に
反応させようとする際には、合成樹脂を基材とする複合
材料100重量部に対して異種の官能基を有する重合体を
それぞれ0.5〜20.0重量部配合すればよい。なぜならば
配合量が0.5重量部よりも少量では相互の反応が不充分
であり、反応によつて生じる重合体を複合材料内部に縛
りつけることが出来ず、多量にある成分が滲み出で好ま
しくないからであり、また逆に20.0重量部を越える多量
では複合材料の機械的特性が著しく低下して好ましくな
いからであつて、通常の場合1.0〜15.0重量部の範囲が
好ましい。 この発明における組成物を混合するには、従来からよ
く知られた方法を利用することができる。たとえば基材
である合成樹脂と前記の官能基を有する重合体とをそれ
ぞれ個別に、または溶剤（たとえば、フルオロクロロハ
イドロカーボンなど）に適宜溶解させて、ヘンシエルミ
キサー、ボールミル、タンブラーミキサー等の混合機に
よつて混合した後溶媒を除去して、溶融混合性の良い射
出成形機もしくは溶融押出機に供給するか、または予め
熱ローラ、ニーダ、バンバリーミキサー、溶融押出機な
どを利用して溶融混合してもよく、さらには異種の官能
基を有する重合体を基材である合成樹脂に個別に混合し
造粒したペレツトを成形直前に混合して成形する方法で
あつてもよい。 〔作用〕 この発明の光学式ピツクアツプのレンズホルダーにお
いては、合成樹脂を基材とする複合材料中に、オルガノ
ポリシロキサンもしくは含フツ素重合体の潤滑性のある
三次元網目構造が形成され、その網目が細かく分散して
存在するために摩擦係数は小さく、しかも潤滑性物質の
脱落は防止されるので、摩擦係数が安定し耐摩耗性も向
上する。 〔実施例〕 以下、実施例および比較例を示すが、原材料の配合割
合は重量部で表わし、また、得られた組成物による成形
品に対して行なつた潤滑性および耐久性の試験方法はつ
ぎのとおりである。 潤滑性試験： レンズホルダーにフオーカスコイルを取り付け、オプ
チカル・アクチユエータ・テスト．ヘツド（タケダ理研
工業社製:TQ88091）およびフアンクシヨンジエネレータ
（岩崎通信社製:FG−350）を使用して、０〜5V（負荷
時）ののこぎり（鋸）波出力電圧をかけて、インプツト
した波形とアウトプツトした波形との差の大小（両波形
が近似している程潤滑性が良い）から、良（○印）、可
（△印）、不良（×印）の三段階に評価する。 耐久性試験： レンズホルダーにフオーカスコイルとトラツキングコ
イルを取り付け、駆動系を組み立てて、フオーカシング
方向に±1.2mm、トラツキング方向に±0.15mmのストロ
ークで、約20〜27Hzの振動数をもとに連続して運転し、
作動不良となるまでの運転時間をもつて耐久性の目安と
した。なお、この条件は実使用の加速モードとして設定
したものである。 また、実施例および比較例に使用した主要原材料はつ
ぎのとおりであり、以後の説明においてはこれら原材料
をそれぞれに付記した番号もしくは符号によつて表現し
簡略化することとする。 A.オルガノポリシロキサン〔OPSと略称〕 エポキシ基含有品（信越化学工業社製：エポキシ変性
シリコーンオイルKF102）、 アミノ基含有品（同社製：アミノ変性シリコーンオイ
ルKF861）、 カルボキシル基含有品（同社製：カルボキシル変性シ
リコーンオイルＸ−22−3701E）、 アルコール性水酸基含有品（同社製：シリコーンジオ
ールＸ−22−160C）、 メルカプト基含有品（同社製：メルカプト変性シリコ
ーンオイルＸ−22−980）、 B.フルオロポリエーテル重合体（平均分子量約2000）
〔PFPEと略称〕 カルボキシル基含有品 HOOC−CF2OC2F4OmCF2OnCF2−COOH、 水酸基含有品 HOCH2−CF2OC2F4OmCF2OnCF2−CH2OH、 イソシアネート基含有品 OCN−C6H3(CH3)−NHCOCF2C2F4OmCF2OnCF2CONH
−C6H3(CH3)−NCO、 C.触媒 三級アミン（N,N−ジメチルベンジルアミン）、 ジブチルスズラウレート、 D.基材用合成樹脂 ポリフエニレンサルフアド樹脂（米国フイリツプス・
ペトローリアム社製：ライトンＰ−４パウダー）〔PPS
と略称〕、 ポリエーテルエーテルケトン樹脂（英国アイ・シー・
アイ社製:PEEK−150P〔PEEKと略称〕、 ポリエーテルイミド樹脂（米国ゼネラル・エレクトリ
ツク社製：ウルム1000）〔PEIと略称〕、 芳香族ポリエステル樹脂（米国ダーツコ社製:XYDAR−
SRT300）〔XYDARと略称〕 ポリアミドイミド樹脂（米国アモコ社製：トーロン40
00T）〔PAIと略称〕 ポリイミド樹脂（日本ポリイミド社製：ケルイミド10
50）〔PABMと略称〕、 エポキシ樹脂（三井石油化学エポキシ社製：エポミツ
クスＲ−140）〔EPと略称〕、 E.その他 エポキシ樹脂硬化剤（三井石油化学エポキシ社製：エ
ポツクス硬化剤Ｑ−643）〔EPCと略称〕、 炭素繊維（東レ社製：トレカCF、繊維長6mm）〔CFと
略称〕、 ガラス繊維（旭フアイバーグラス社製：チヨツプドス
トランド繊維長3mm）〔GFと略称〕、 四フツ化エチレン樹脂（三井デユポン・フロロケミカ
ル社製：テフロン7J）〔PTFEと略称〕 実施例１〜13: 第１表および第２表に示したように上記原材料を適宜配
合し、ヘンシエルミキサーで充分混合した後、二軸溶融
押出機に供給し、各表に併記した溶融混合条件で押出し
て造粒し、これを射出成形機に供給し、各表に示した成
形条件のもとにスリーブ12の部分も樹脂から成るレンズ
ホルダー10を一体成形した。得られたレンズホルダー 10に対し、SUS420J2製の支持軸２を用いたときの潤滑性
および耐久性を試験した。試験結果は第３表にまとめ
た。 比較例１および2: 第２表に示したように、オルガノポリシロキサン（OP
S）およびフルオロポリエーテル重合体（PFPE） を全く用いないか、または含フツ素樹脂を用いるとして
も四フツ化エチレン樹脂（PTFE）であること以外は実
施例１と同じ操作を行なつてレンズホルダーを成形し、
その潤滑性および耐久性を試験した。得られた結果は第
３表に示したが、実施例１〜13と比べて潤滑性も耐久性
も著しく劣つていた。 実施例14: 第２表に示す配合割合とし、二軸溶融押出機の代わり
にニーダを用いた以外は実施例１と同様の操作を行なつ
てレンズホルダーを成形し、試験を実施した。なお、レ
ンズホルダーは予め200℃、６時間加熱して試験に供し
た。得られた結果は第３表にまとめた。 実施例15: 第２表に示す配合割合、射出成形の代わりに140℃の
金型による注型成形、さらに得られた成形体を金型内で
４時間熱処理した以外は実施例14と全く同様にしてレン
ズホルダーを得た。得られたレンズホルダーの試験結果
を第３表に併記した。 第３表から明らかなように、実施例14および15も、実
施例１〜13と同様、比較例１および２と比べて潤滑性に
おいても耐久性においても遥かに優れたものであつた。 なお、実施例１〜15のいずれにおいても、耐久性試験
後の支持軸表面には通常の含油プラスチツクを用いたと
きのようなべた付きは全く認められなかつた。 〔効果〕 以上述べたように、この発明の光学式ピツクアツプの
レンズホルダーは基材合成樹脂が有する機械的性質を保
有しつつ優れた潤滑性をも有しているので、安定性およ
び確実性のきわめて良好なフオーカシングサーボおよび
トラツキングサーボを行なうことが可能となり、また耐
摩耗性ひいては耐久性にきわめて優れたものである。よ
つてこの発明の意義は非常に大きいといえる。
およびトラツキング制御を行なうための光学式ピツクア
ツプのレンズホルダーに関するものである。 〔従来の技術〕 従来、ビデオデイスクプレーヤ、デジタルオーデイオ
プレーヤ、光デイスクフアイルなどの装置において、デ
イスク上の信号トラツク（情報ビツト列）と情報を検出
するための光ビームをデイスク面上に適正位置に集光さ
せる対物レンズの光軸とにずれ（光軸の径方向ずれ）が
あると正確な読み取りが出来ないので、通常、対物レン
ズの焦点ずれに対してはフオーカシングサーボにより、
また信号トラツクのずれに対してはトラツキングサーボ
によつて補償されるようになつている。その具体的な方
法には多くのものがあるが、一例を挙げると第１図およ
び第２図に示す光学式ピツクアツプのレンズホルダーが
ある。 第１図および第２図において、ベース１には支持軸２
と磁気コア３とが設けられ、支持軸２にはレンズホルダ
ー10が回転可能に嵌合されている。そしてレンズホルダ
ー10はホルダー本体11の中心部に金属のスリーブ12と、
外周部に駆動用コイル13と、さらにスリーブ12の偏心位
置に対物レンズ15を取り付けるためのレンズ取付け孔14
とを有している。ここで駆動用コイル13はスリーブ12の
軸芯を中心として巻かれたフオーカスコイルと、対物レ
ンズ15の光軸と直交する軸を中心として巻かれ、スリー
ブ12の軸芯を含む平面を対称面として対向位置に配置さ
れるトラツキングコイル（図示省略）とを含んでいて、
フオーカスコイルおよびトラツキングコイルに流れる電
流に応じてレンズホルダー10の軸方向の移動量および回
転量が制御される。したがつて、このような制御の応答
性を向上させるためには、レンズホルダー10の重量を可
能な限り軽くして慣性力を小さくすることが好ましく、
通常ホルダー本体11はアルミニウム合金または合成樹脂
からなる軽量素材によつて形成される。なお、第１図お
よび第２図のスリーブ12は別途成形されたホルダー本体
11に、圧入または接着によつて固定されたものであつて
も、またはホルダー本体11と一体成形されたものであつ
てもよく、ホルダー本体11は図示のような円筒形のもの
に限らず角柱形等の任意の形状のものであつてもよい。
しかし、いずれにしても支持軸２と接するスリーブ12の
内径（スリーブ12がホルダー本体11と同一材料で一体成
形されたときはホルダー本体11自体の内径に相当する）
の寸法精度を高めるか、またはスリーブ12の内面とこの
内面に接する支持軸２の外周面とにたとえばフツ素樹脂
含有の重合体のような潤滑性被膜を形成して両者間の摺
動特性を向上させて、前記軽量化と相俟ってホルダー10
の応答性および信頼性の改善が図られてきた。 これら方法の中で、スリーブ12の内面がアルミニウム
またはその合金のような金属質ときは、高温多湿の雰囲
気下では容易に腐食して錆が発生し正常な摺動が阻害さ
れるばかりでなく、ホルダー本体11が金属質のときは通
常削り出しによるため成形費用が高価であるという欠点
もある。また潤滑性被膜を形成する方法においては、潤
滑性被膜が四フツ化エチレン樹脂、四フツ化エチレン六
フツ化プロピレン樹脂、パーフルオロアルコキシ樹脂等
の潤滑性に富む含フツ素樹脂を、ポリイミド樹脂、ポリ
アミドイミド樹脂、エポキシ樹脂など基材に対する密着
性に優れたバインダー用の樹脂中に分散させたものであ
るから、被膜の基材側（接着側）にはバインダー用の樹
脂に富んだ層を、また反対側（摺動面側）には含フツ素
樹脂に富んだ層を凝集エネルギー密度等の差を利用して
形成しなければならず、膜厚はどうしても厚くなり、真
円度、円筒度などの寸法精度が得難いばかりでなく、各
レンズホルダー10と支持軸２との摺動面における取り付
けすきまのバラツキが大きくなつて、制御の安定性には
不利を招くことになる。また、支持軸２に摺動するスリ
ーブ12の内面粗さはアルミニウムまたはその合金の場合
通常0.2〜0.8S程度で鏡面にはほど遠く、支持軸２との
間に介在する潤滑性被膜はその粗面によつて削られ、生
じた摩耗粉が間隙を埋め、作動不良の原因となることも
多く、たとえスリーブ12が合成樹脂からなる場合にも、
樹脂の弾性率（剛性）は小さく、フオーカシングまたは
トラツキングの際に、その弾性率に見合う周波数によつ
て高次共振が起こり制御が効かなくなるため合成樹脂に
ガラス繊維や炭素繊維等を配合して複合材といて弾性率
を大きくする手段が採られる。しかしこのような方法で
は複合された繊維類の尖端もしくはエツジ等で被膜面を
引掻くため摩耗が激しく、前記同様の作動不良を招くこ
とになる。 また、合成樹脂基材からなるレンズホルダー10と潤滑
性被膜を設けない支持軸２（通常ステレンス鋼）との組
合わせは、コスト面から非常に有利ではあるが、摺動特
性は好ましくなく、比較的長期間作動させると摩耗が起
こり、摩耗粉による作動不良現象の起こることもあるの
で、近年になつて、フツ素樹脂などの固体潤滑剤を配合
した合成樹脂を素材としたレンズホルダー10とステレン
ス鋼等の金属、SiC等のセラミツクなどからなる支持軸
２との組合わせも検討されてはいる。しかしこの方法と
してもフツ素樹脂のような弾性率の非常に小さい固体潤
滑剤を配合したのではレンズホルダー10の弾性率は低
く、前記の共振問題を引き起こすと同時に、駆動用コイ
ルや対物レンズ15などに対する接着力を低下させるの
で、摺動特性が向上しても長期使用に耐えられず好まし
くない。また基材となる合成樹脂中の潤滑剤の分散が悪
いと、かえつて摩耗を促進させ、特にフツ素樹脂の摩耗
粉は支持軸２の表面にフイルム状になつて付着し、除去
されにくくなるため、摺動不良の原因となり、信頼性は
まだまだ不充分なものであつた。さらに支持軸２と接す
るレンズホルダー10の摺動部内面にフッ素樹脂のフイル
ムを接着した被膜を形成したりする方法も試みられた
が、内径の寸法精度を損うことなくフイルムを接着する
ことは不可能であり、フツ素樹脂を溶解した有機溶剤は
希釈してもかなり高粘度のものであつて、通常１〜3mm
程度の内径の小穴に施工すること自体きわめて困難であ
り、施工後に機械的仕上げを行なつて寸法を出したとし
ても長期摺動時にフツ素樹脂の摩耗粉がフイルム状に引
き伸ばされて支持軸２の外面に強固に付着し、作動不良
となつて長期安定性は確保されなかつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このように従来の技術に基づく光ピツクアツプのアク
チユエータ特にこれを構成するレンズホルダー10には、
潤滑特性、耐摩耗性、高弾性率の点で優れているものは
なく、フオーカシングサーボおよびトラツキングサーボ
の不安定性、不確実性または作動不能等信頼性および耐
久性に欠けるという問題点があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の問題点を解決するために、この発明は、光学式
ピックアップの固定部の支持軸に対し、摺動および回転
可能に嵌合される軸受部を形成した光学式ピックアップ
のレンズホルダーにおいて、このレンズホルダーを、合
成樹脂を基材とする複合材料に、下記の（Ａ）もしくは
（Ｂ）のいずれか一方または両方が配合し、官能基同士
を反応させた状態で前記複合材料中に（Ａ）もしくは
（Ｂ）または両方を分散保持させた組成物で成形した光
学式ピックアップのレンズホルダーとしたものである。 記 （Ａ）官能基を含む単位を有するオルガノポリシロキサ
ン （Ｂ）官能基を含む単位を有する含フッ素重合体 以下、その詳細を述べる。 まず、この発明における合成樹脂を基材とする複合材
料は弾性率が非常に大きく、温度変化に対して安定性が
良好であり、成形収縮率および熱膨張率が小さく、吸水
率が小さいかまたは吸水しても寸法変化の小さいもので
あることが望ましい。したがつて合成樹脂や充填剤等の
種類、配合割合などを特に限定するものではないが、通
常の場合、無機質の繊維状または粉末状の充填剤を比較
的多量混入することができ、しかもホルダー本体11に駆
動用コイル13などの付属物を取り付ける際の加熱に耐え
得る耐熱性（たとえば150℃前後またはそれ以上）を有
する合成樹脂として、ポリフエニレンサルフアイド樹
脂、ポリエーテルケトン樹脂、芳香族ポリエステル樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、
ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などを例示することがで
きるが、これら合成樹脂は単独であつても２種以上の併
用であつてもかまわない。 つぎに、この発明におけるオルガノポリシロキサン
は、たとえばジメチルシロキサン、メチルフエニルシロ
キサン、トリメチルフルオロプロピルシロキサン等のシ
ロキサンの単独重合体または２種以上の共重合体に官能
基を導入したものである。その官能基はたとえばエポキ
シ基、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト
基、イソシアネート基等であつて、これらを導入した具
体的な例はつぎのとおりである。なお、各官能基ごとの
例は例示されたものに限られるものではない。 である。ここでこれら式中のＲはアルキレン基など、ｍ
は５〜10000、ｎは２〜100の数字を示す。 さらにこの発明における含フツ素重合体はポリフルオ
ロアルキル重合体またはフルオロポリエーテル重合体な
どである。ポリフルオロアルキル重合体はつぎに示すよ
うなフルオロアルキル基を有する重合体である。 F3C(CF2)7−、H(CF2)6−、ClF2C(CF2)11−、 また、フルオロポリエーテル重合体は −CXF2X−Ｏ−〔ただしＸは１〜４の整数〕を主要構造
単位とし、平均分子量が約1000〜50000の重合体であ
る。 これら含フツ素重合体も前記のオルガノポリシロキサ
ンと同様に官能基たとえばエポキシ基、アミノ基、カル
ボキシル基、水酸基、メルカプト基、イソシアネート基
などが導入されていて、具体的にはつぎのようなものを
挙げることができる。すなわち、 OCN−(CH2)6−NHCO−C6F12−CONH−(CH2)6−NCO、C8F17
C2H4OH、C10F21CONHC2H4OH、C8F17C2H4SH、 C6F13SCH2CH2OCO(CH2)5NH2、C8F17SO2F、 OCN−C6H3(CH3)−NHCOCF2C2F4O)mCF2OnCF2CONH−
(CH3)C6H3−NCO、 HOOC−CF2OC2F4OmCF2OnCF2COOH、 H3COOC−CF2OC2F4OmCF2OnCF2COOCH3、 HOCH2−CF2OC2F4OmCF2OnCF2−CH2OH、 HO(CH2)2−NHCO−CF2OC2F4O)mCF2OnCF2CONH−(CH
2)2OH、 H2N(CH2)2−NHCO−CF2OC2F4OmCF2OnCF2CONH(CH
2)2NH2、 Ｎ≡Ｃ−Ｏ−C6H3(CH3)−NHCOCF2C2F4OmCF2OnC
F2CONH−C6H3(CH3)−Ｏ−Ｃ≡Ｎ などである。 以上述べたこの発明の官能基を含む単位を有するオル
ガノポリシロキサンもしくは含フツ素重合体のいずれか
一方または両方を用いるにあたつては、それぞれの重合
体が単位として有する官能基が互に反応し合うように組
み合わせると、その反応によつて重合体の分子量はさら
に増大して成形品の硬度を向上させるのに役立つて好ま
しい。たとえば官能基がエポキシ基である重合体（オル
ガノポリシロキサンであつても含フツ素重合体であつて
も、またその両者であつてもかまわない。以下同じ）と
アミノ基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基の官
能基の中から選ばれる少なくとも１種類の基を含む重合
体との組み合わせ、官能基がカルボキシル基またはエス
テル基である重合体とアミノ基、水酸基の中から選ばれ
る少なくとも１種類の基を含む重合体との組み合わせ、
またはイソシアネート基を含む重合体と水酸基、アミノ
基、メルカプト基、カルボキシル基、エステル基の中か
ら選ばれる少なくとも１種類の基を含む重合体との組み
合わせなどは好ましい例である。 これらのオルガノポリシロキサンもしくは含フツ素重
合体のうち、エポキシ基含有のものを単独使用するとき
は、アミン類または酸無水物等を加えて、エポキシ基同
志を反応させるとよく、またイソシアネート基含有のも
のを単独使用するときは、ジアミノジフエニルメタン等
のジアミンもしくはエチレングリコール等のジオールを
加えてイソシアネート基同志を反応させるなど、同じ官
能基同志を反応させるために、適宜触媒作用を示す物質
を添加するとよい。またスズ化合物など三量化触媒を加
えて高分子量化させる方法を用いてもよい。 以上のオルガノポリシロキサンまたは含フツ素重合体
の配合量は、エポキシ基、イソシアネート基またはシア
ネート基のいずれか１種類を含有する重合体を単独で使
用する際には、合成樹脂を基材とする複合材料100重量
部に対して0.5〜30.0重量部である。なぜならば配合量
が0.5重量部未満の少量のときは摺動特性の改善効果は
不充分であり、逆に30.0重量部を越える多量では基材で
ある合成樹脂の機械的特性を著しく損うからであつて、
通常の場合、2.0〜20.0重量部の配合量が好ましい。ま
た、異種の官能基を含有する重合体を組み合わせて互に
反応させようとする際には、合成樹脂を基材とする複合
材料100重量部に対して異種の官能基を有する重合体を
それぞれ0.5〜20.0重量部配合すればよい。なぜならば
配合量が0.5重量部よりも少量では相互の反応が不充分
であり、反応によつて生じる重合体を複合材料内部に縛
りつけることが出来ず、多量にある成分が滲み出で好ま
しくないからであり、また逆に20.0重量部を越える多量
では複合材料の機械的特性が著しく低下して好ましくな
いからであつて、通常の場合1.0〜15.0重量部の範囲が
好ましい。 この発明における組成物を混合するには、従来からよ
く知られた方法を利用することができる。たとえば基材
である合成樹脂と前記の官能基を有する重合体とをそれ
ぞれ個別に、または溶剤（たとえば、フルオロクロロハ
イドロカーボンなど）に適宜溶解させて、ヘンシエルミ
キサー、ボールミル、タンブラーミキサー等の混合機に
よつて混合した後溶媒を除去して、溶融混合性の良い射
出成形機もしくは溶融押出機に供給するか、または予め
熱ローラ、ニーダ、バンバリーミキサー、溶融押出機な
どを利用して溶融混合してもよく、さらには異種の官能
基を有する重合体を基材である合成樹脂に個別に混合し
造粒したペレツトを成形直前に混合して成形する方法で
あつてもよい。 〔作用〕 この発明の光学式ピツクアツプのレンズホルダーにお
いては、合成樹脂を基材とする複合材料中に、オルガノ
ポリシロキサンもしくは含フツ素重合体の潤滑性のある
三次元網目構造が形成され、その網目が細かく分散して
存在するために摩擦係数は小さく、しかも潤滑性物質の
脱落は防止されるので、摩擦係数が安定し耐摩耗性も向
上する。 〔実施例〕 以下、実施例および比較例を示すが、原材料の配合割
合は重量部で表わし、また、得られた組成物による成形
品に対して行なつた潤滑性および耐久性の試験方法はつ
ぎのとおりである。 潤滑性試験： レンズホルダーにフオーカスコイルを取り付け、オプ
チカル・アクチユエータ・テスト．ヘツド（タケダ理研
工業社製:TQ88091）およびフアンクシヨンジエネレータ
（岩崎通信社製:FG−350）を使用して、０〜5V（負荷
時）ののこぎり（鋸）波出力電圧をかけて、インプツト
した波形とアウトプツトした波形との差の大小（両波形
が近似している程潤滑性が良い）から、良（○印）、可
（△印）、不良（×印）の三段階に評価する。 耐久性試験： レンズホルダーにフオーカスコイルとトラツキングコ
イルを取り付け、駆動系を組み立てて、フオーカシング
方向に±1.2mm、トラツキング方向に±0.15mmのストロ
ークで、約20〜27Hzの振動数をもとに連続して運転し、
作動不良となるまでの運転時間をもつて耐久性の目安と
した。なお、この条件は実使用の加速モードとして設定
したものである。 また、実施例および比較例に使用した主要原材料はつ
ぎのとおりであり、以後の説明においてはこれら原材料
をそれぞれに付記した番号もしくは符号によつて表現し
簡略化することとする。 A.オルガノポリシロキサン〔OPSと略称〕 エポキシ基含有品（信越化学工業社製：エポキシ変性
シリコーンオイルKF102）、 アミノ基含有品（同社製：アミノ変性シリコーンオイ
ルKF861）、 カルボキシル基含有品（同社製：カルボキシル変性シ
リコーンオイルＸ−22−3701E）、 アルコール性水酸基含有品（同社製：シリコーンジオ
ールＸ−22−160C）、 メルカプト基含有品（同社製：メルカプト変性シリコ
ーンオイルＸ−22−980）、 B.フルオロポリエーテル重合体（平均分子量約2000）
〔PFPEと略称〕 カルボキシル基含有品 HOOC−CF2OC2F4OmCF2OnCF2−COOH、 水酸基含有品 HOCH2−CF2OC2F4OmCF2OnCF2−CH2OH、 イソシアネート基含有品 OCN−C6H3(CH3)−NHCOCF2C2F4OmCF2OnCF2CONH
−C6H3(CH3)−NCO、 C.触媒 三級アミン（N,N−ジメチルベンジルアミン）、 ジブチルスズラウレート、 D.基材用合成樹脂 ポリフエニレンサルフアド樹脂（米国フイリツプス・
ペトローリアム社製：ライトンＰ−４パウダー）〔PPS
と略称〕、 ポリエーテルエーテルケトン樹脂（英国アイ・シー・
アイ社製:PEEK−150P〔PEEKと略称〕、 ポリエーテルイミド樹脂（米国ゼネラル・エレクトリ
ツク社製：ウルム1000）〔PEIと略称〕、 芳香族ポリエステル樹脂（米国ダーツコ社製:XYDAR−
SRT300）〔XYDARと略称〕 ポリアミドイミド樹脂（米国アモコ社製：トーロン40
00T）〔PAIと略称〕 ポリイミド樹脂（日本ポリイミド社製：ケルイミド10
50）〔PABMと略称〕、 エポキシ樹脂（三井石油化学エポキシ社製：エポミツ
クスＲ−140）〔EPと略称〕、 E.その他 エポキシ樹脂硬化剤（三井石油化学エポキシ社製：エ
ポツクス硬化剤Ｑ−643）〔EPCと略称〕、 炭素繊維（東レ社製：トレカCF、繊維長6mm）〔CFと
略称〕、 ガラス繊維（旭フアイバーグラス社製：チヨツプドス
トランド繊維長3mm）〔GFと略称〕、 四フツ化エチレン樹脂（三井デユポン・フロロケミカ
ル社製：テフロン7J）〔PTFEと略称〕 実施例１〜13: 第１表および第２表に示したように上記原材料を適宜配
合し、ヘンシエルミキサーで充分混合した後、二軸溶融
押出機に供給し、各表に併記した溶融混合条件で押出し
て造粒し、これを射出成形機に供給し、各表に示した成
形条件のもとにスリーブ12の部分も樹脂から成るレンズ
ホルダー10を一体成形した。得られたレンズホルダー 10に対し、SUS420J2製の支持軸２を用いたときの潤滑性
および耐久性を試験した。試験結果は第３表にまとめ
た。 比較例１および2: 第２表に示したように、オルガノポリシロキサン（OP
S）およびフルオロポリエーテル重合体（PFPE） を全く用いないか、または含フツ素樹脂を用いるとして
も四フツ化エチレン樹脂（PTFE）であること以外は実
施例１と同じ操作を行なつてレンズホルダーを成形し、
その潤滑性および耐久性を試験した。得られた結果は第
３表に示したが、実施例１〜13と比べて潤滑性も耐久性
も著しく劣つていた。 実施例14: 第２表に示す配合割合とし、二軸溶融押出機の代わり
にニーダを用いた以外は実施例１と同様の操作を行なつ
てレンズホルダーを成形し、試験を実施した。なお、レ
ンズホルダーは予め200℃、６時間加熱して試験に供し
た。得られた結果は第３表にまとめた。 実施例15: 第２表に示す配合割合、射出成形の代わりに140℃の
金型による注型成形、さらに得られた成形体を金型内で
４時間熱処理した以外は実施例14と全く同様にしてレン
ズホルダーを得た。得られたレンズホルダーの試験結果
を第３表に併記した。 第３表から明らかなように、実施例14および15も、実
施例１〜13と同様、比較例１および２と比べて潤滑性に
おいても耐久性においても遥かに優れたものであつた。 なお、実施例１〜15のいずれにおいても、耐久性試験
後の支持軸表面には通常の含油プラスチツクを用いたと
きのようなべた付きは全く認められなかつた。 〔効果〕 以上述べたように、この発明の光学式ピツクアツプの
レンズホルダーは基材合成樹脂が有する機械的性質を保
有しつつ優れた潤滑性をも有しているので、安定性およ
び確実性のきわめて良好なフオーカシングサーボおよび
トラツキングサーボを行なうことが可能となり、また耐
摩耗性ひいては耐久性にきわめて優れたものである。よ
つてこの発明の意義は非常に大きいといえる。
【図面の簡単な説明】
第１図は乎学式ピツクアツプのアクチユエータの構造を
例示するための断面図、第２図は第１図の平面図であ
る。 １……ベース、２……支持軸、３……磁気コア、10……
レンズホルダー、11……ホルダー本体、12……スリー
ブ、13……駆動用コイル、14……レンズ取付け孔、15…
…対物レンズ
例示するための断面図、第２図は第１図の平面図であ
る。 １……ベース、２……支持軸、３……磁気コア、10……
レンズホルダー、11……ホルダー本体、12……スリー
ブ、13……駆動用コイル、14……レンズ取付け孔、15…
…対物レンズ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．光学式ピックアップの固定部の支持軸に対し、摺動
および回転可能に嵌合される軸受部を形成した光学式ピ
ックアップのレンズホルダーにおいて、 このレンズホルダーを、合成樹脂を基材とする複合材料
に、下記の（Ａ）もしくは（Ｂ）のいずれか一方または
両方を配合し、官能基同士を反応させた状態で前記複合
材料中に（Ａ）もしくは（Ｂ）または両方を分散保持さ
せた組成物で成形したことを特徴とする光学式ピックア
ップのレンズホルダー。 記 （Ａ）官能基を含む単位を有するオルガノポリシロキサ
ン （Ｂ）官能基を含む単位を有する含フッ素重合体 ２．前記（Ａ）が下記（A1）であり、かつ、前記（Ｂ）
が下記（B1）である請求項１記載の光学式ピックアップ
のレンズホルダー。 記 （A1）エポキシ基、イソシアネート基またはシアネート
基を含む単位を有するオルガノポリシロキサン （B1）エポキシ基、イソシアネート基またはシアネート
基を含む単位を有する含フッ素重合体 ３．前記（Ａ）が下記（A2）であり、かつ、前記（Ｂ）
が下記（B2）である請求項１記載の光学式ピックアップ
のレンズホルダー。 記 （A2）エポキシ基を含む単位を有するオルガノポリシロ
キサンと、アミノ基、カルボキシル基、水酸基およびメ
ルカプト基から選ばれる１種以上の官能基を含む単位を
有するオルガノポリシロキサンとの混合物 （B2）エポキシ基を含む単位を有する含フッ素重合体
と、アミノ基、カルボキシル基、水酸基およびメルカプ
ト基から選ばれる１種以上の官能基を含む単位を有する
含フッ素重合体との混合物 ４．前記（Ａ）が下記（A3）であり、かつ、前記（Ｂ）
が下記（B3）である請求項１記載の光学式ピックアップ
のレンズホルダー。 記 （A3）カルボキシル基またはエステル基を含む単位を有
するオルガノポリシロキサンと、アミノ基および水酸基
から選ばれる１種以上の官能基を含む単位を有するオル
ガノポリシロキサンとの混合物 （B3）カルボキシル基またはエステル基を含む単位を有
する含フッ素重合体と、アミノ基および水酸基から選ば
れる１種以上の官能基を含む単位を有する含フッ素重合
体との混合物 ５．前記（Ａ）が下記（A4）であり、かつ、前記（Ｂ）
が下記（B4）である請求項１記載の光学式ピックアップ
のレンズホルダー。 記 （A4）イソシアネート基を含む単位を有するオルガノポ
リシロキサンと、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カ
ルボキシル基およびエステル基から選ばれる１種以上の
官能基を含む単位を有するオルガノポリシロキサンとの
混合物 （B4）イソシアネート基を含む単位を有する含フッ素重
合体と、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ
ル基およびエステル基から選ばれる１種以上の官能基を
含む単位を有する含フッ素重合体との混合物
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