JP2928767B2 - 光学式ピックアップ用アクチュエータのレンズホルダー支持構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は情報記録再生装置にお
ける光学式ピックアップ用アクチュエータのレンズホル
ダー支持構造に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、光学式情報記録再生装置として
は、たとえばビデオディスクプレーヤ、ディジタルオー
ディオプレーヤ、光ディスクファイルなどが知られてい
る。 【０００３】これら装置のフォーカス制御、トラッキン
グ制御を行なうための光学式ピックアップは対物レンズ
を通過した光ビームをディスク面上に集光させて情報を
検出するため、ディスク面振れによる焦点ずれを補償し
て光ビームをディスク面上に結像させる必要がある。ま
た、ディスク上の信号トラック（情報ピット列）と対物
レンズの光軸との間にずれ（光軸の径方向ずれ）がある
と、正確な読み取りが出来ないため、信号トラックのず
れを補償して対物レンズの光軸を信号トラックに一致さ
せる必要がある。このような焦点ずれの補償はフォーカ
シングサーボにより行ない、また信号トラックのずれの
補償はトラッキングサーボによって行なわれるようにな
っている。 【０００４】フォーカシング駆動系およびトラッキング
駆動系の構造には多くの種類があるが、その中の一つを
図１および図２に例示する。これは駆動部が固定の支持
軸２でガイドされてフォーカシング方向に動くと同時に
この支持軸２を中心に回転してトラッキング制御をも行
なう光学式ピックアップの駆動系を示すものである。こ
こで、支持軸２はその周囲の磁気コア３と共にベース１
に固定され、支持軸２にはレンズホルダー本体４の軸芯
部に金属（通常アルミニウムまたはその合金）製のスリ
ーブ５が設けられ回転自在の状態で嵌合されていて、レ
ンズホルダー本体４の外周面には駆動用コイル６が設け
られ、またスリーブ５の偏心位置に設けられているレン
ズ取付け孔７には対物レンズ８が取付けられている。駆
動用コイル６はスリーブ５の軸芯を中心として巻かれた
フォーカスコイルと、スリーブ５の軸芯に直交する軸を
中心に巻かれてスリーブ５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ッキングコイル（図示省
略）とを含んでいて、フォーカスコイルおよびトラッキ
ングコイルに流れる電流の大きさに応じてレンズホルダ
ー本体４の軸方向の移動量および回転量が制御される。 【０００５】このようなアクチュエータにおいては、制
御の応答性を向上させる目的から、レンズホルダー本体
４の重量は可能な限り軽いこと、および読取り精度を向
上させる目的からスリーブ５の内径と支持軸２との間隙
は可能な限り小さいこと、さらに両者間の摩擦抵抗が小
さくかつ安定していることが好ましい。このためレンズ
ホルダー本体４は通常アルミニウム合金または合成樹脂
からなる素材によって形成され、またスリーブ５（レン
ズホルダー本体４と一体化したものもある）の内径と支
持軸２の外径とのすきま精度の向上、さらに両者の摺動
面にフッ素樹脂組成物などの潤滑性被膜を設けることに
よる摺動特性の向上などが図られて来た。 【０００６】しかし、潤滑性被膜をスリーブ５の内径面
に形成する場合、フッ素樹脂組成物を有機溶剤に溶解し
た溶液は、希釈してもかなり高粘度のものであるから、
通常２〜３ｍｍ程度の内径の小穴に施工すること自体き
わめて困難である。したがって、スリーブ５と支持軸２
との摺動面における取付けすきまのバラツキが大きくな
って、制御の安定性に不利を招くことになる。さらに、
合成樹脂基材からなるレンズホルダー本体４と潤滑性被
膜を設けない支持軸２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、近年になってフッ素樹
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
ンズホルダー本体４と通常の金属、ＳｉＣ等のセラミッ
クス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、このような方法とてもフッ素樹脂のよう
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
ンズホルダー本体４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６や対物レンズ８な
どに対する接着力を低下させるので、摺動特性は向上し
ても長期使用に耐えられず好ましくない。また支持軸２
の素材が通常の金属である場合、腐食およびゴミ等の異
物の付着などによる作動不良を起こすという問題もあっ
た。 【０００７】 【発明が解決しようとする問題点】このように、従来の
技術における光学式ピックアップのアクチュエータ特に
これを構成する支持軸２には潤滑特性、高寸法精度、耐
摩耗性、耐湿（防錆）性、耐汚染性等すべての面で優れ
ているものはなく、フォーカシングサーボおよびトラッ
キングサーボの不安定性、不確実性または作動不能など
信頼性および耐久性に欠けるという問題点があった。 【０００８】 【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、この発明はレンズホルダー本体の軸芯部の内
径面をポリフェニレンサルファイド樹脂組成物で形成
し、この内径面を介して前記レンズホルダー本体を軸方
向に移動および回転が可能なように支持するステンレス
鋼製の支持軸を設け、この支持軸の摺動面に金属に対し
て親和性の高い官能基を有する含フッ素重合体を５μｍ
以下に被覆して設けてなる光学式ピックアップ用アクチ
ュエータのレンズホルダー支持構造とするという手段を
採用したものである。以下にその詳細を述べる。 【０００９】まず、この発明の含フッ素重合体はポリフ
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。そしてポリフルオロアルキル重合体と
は、たとえば、 【００１０】 【化１】【００１１】などのポリフルオロアルキル基を有する重
合体であり、フルオロポリエーテル重合体は、一般式 【００１２】 【化２】 【００１３】（ここで、ｘは１〜４の整数）で示される
単位を主要構造単位とし、好ましくは平均分子量１００
０〜５００００の重合体である。このような含フッ素重
合体は金属に対して親和性の高い官能基、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、スルフォン基、エステル基等
を含有しているものが望ましく、具体的にはつぎに示す
ようなものを例として挙げることができる。すなわち、 【００１４】 【化３】 【００１５】 【化４】【００１６】などである。このような含フッ素重合体は
単独で用いてもよいが、特に支持軸の材質が金属である
場合には水酸基が多量にあることを考慮するとたとえば
エポキシ基またはイソシアネート基を含有したものが好
ましく、エポキシ基を用いるときはアミン類、酸無水物
等を加えてエポキシ基同士を反応させるとよい。また、
イソシアネート基を単独で用いる場合はスズ化合物など
イソシアネート三量化触媒を加えるとよい。 【００１７】また、含フッ素重合体を２種類以上併用し
てもよいが、その際にはエポキシ基含有のものとアミノ
基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基などの少な
くとも１種類の基を有するものとを組合わせるか、また
はカルボキシル基を含有するものとアミノ基、水酸基の
少なくとも１種類の基を含むものとを組合わせるか、さ
らにはイソシアネート基含有のものと水酸基、アミノ
基、メルカプト基、カルボキシル基などの少なくとも１
種類の基を含むものとを組合わせるかして、組合わせた
基を互に反応させて重合体をより高分子量化し、耐摩耗
性の優れた膜が得られるような配慮をすることが望まし
い。 【００１８】また、これら官能基を有する含フッ素重合
体に対して、それぞれの官能基と化学反応を起こす官能
基を有する有機化合物を加えて高分子量化させてもよ
い。このような組合わせの好適な例としてイソシアネー
ト基含有含フッ素重合体にエチレングリコールもしくは
ジアミノジフェニルメタンなどを加える組合わせ、また
は水酸基含有含フッ素重合体にイソシアネート化合物な
どを加える組合わせなどを挙げることができる。 【００１９】以上述べた官能基を有する含フッ素重合体
はそれ自体で支持軸の材料表面に対してかなりの親和性
を示すものであるが、相手材の種類によっては必ずしも
充分な被着強度を示すとは限らないので、このようなと
きには被膜と相手材との間に両者に対して親和性のある
薄膜（プライマーと呼ぶ）を介在させることが好まし
く、そのプライマーの一つの例としてポリメチルメタク
リレートを枝成分とし、メチルメタクリレート単位また
はヒドロキシルエチルメタクリレート単位を幹成分とす
るグラフト重合体を挙げることができる。 【００２０】ここで、含フッ素重合体を塗布する方法
は、通常の塗装に用いられる方法でよく特に限定される
ものではないが、たとえば適当な溶媒に溶解させて塗布
（吹付け、浸漬なども含む）し、その後溶媒を蒸発させ
ればよく、薄膜形成後に加熱して造膜成分の高分子量化
を図ることも可能である。そして支持軸表面に被覆する
膜厚は支持軸の寸法精度をくずさないように、５μｍ以
下好ましくは２μｍ以下にすることが望ましい。なお、
支持軸の材質はステンレス鋼とする。 【００２１】 【実施例】主としてつぎの実施例に用いた原材料を一括
して示すとつぎのとおりである。なお、原材料名および
化学構造式を簡略化するために各原材料に付した番号
〜を使用することとし、これらの配合割合は重量部で
示すこととした。 【００２２】含フッ素重合体： エポキシ基含有ポリフルオロアルキル重合体 【００２３】 【化５】 【００２４】アミノ基含有ポリフルオロアルキル重合
体 【００２５】 【化６】 【００２６】水酸基含有ポリフルオロアルキル重合体 ＨＯＣ₂ Ｈ₄ （ＣＦ₂ ）₇ Ｃ₂ Ｈ₄ ＯＨ イソシアネート基含有パーフルオロポリエーテル重合
体（平均分子量約２０００） 【００２７】 【化７】 【００２８】水酸基含有パーフルオロポリエーテル重
合体（平均分子量約２０００） 【００２９】 【化８】 【００３０】カルボキシル基含有パーフルオロポリエ
ーテル重合体（平均分子量約１５００） 【００３１】 【化９】 【００３２】その他化合物： イシソアネート化合物（ｎの平均値０．６） 【００３３】 【化１０】 【００３４】ジブチルスズジラウレート。 【００３５】実施例１〜７： 表１に示した原材料を３重量％になるように表中の溶媒
で希釈して塗装用の液を調製し支持軸の摺動部に塗布し
た。塗布後７０℃、１時間、さらに１２０℃、３時間加
熱し約１μｍの被膜を形成した。ここで、支持軸の材質
のステンレス鋼とはＳＵＳ４２０Ｊ２である。 【００３６】 【表１】【００３７】被膜された支持軸を図１および図２に示す
ような光学式ピックアップアクチュエータに組込み、発
錆試験、耐久試験、耐久試験前後の摺動特性について調
査した。なお、表１のスリーブ材質の欄中に示したＰＰ
Ｓ組成物とはポリフェニレンサルファイド〔ＰＰＳ〕樹
脂（米国フィリップス社製：ライトンＰ−４）７０重量
％と炭素繊維（東レ社製、繊維長６ｍｍ）３０重量％と
を溶融ブレンドして得られた組成物であり、またアルミ
ニウムとはＡ２０１７である。 【００３８】そして、上記発錆試験、耐久試験および摺
動特性試験の具体的方法はそれぞれつぎのとおりであ
る。 【００３９】(1) 発錆試験：４０℃、相対湿度９５％の
雰囲気の恒湿槽中に、レンズホルダー本体４を支持軸２
に挿入した状態で５００時間放置し、支持軸２の表面の
錆発生の有無を光学顕微鏡（×２０）で観察した。 【００４０】(2) 耐久試験：供試の光学式ピックアップ
アクチュエータを試験台に取付け、駆動装置（自社製）
と信号発生器（アドバンテスト社製：シグナルジェネレ
ータＴＲ９８２０２）からなる印荷電圧発生装置とを結
線し、印荷電圧発生装置によってピックアップアクチュ
エータの駆動用コイル６に電圧０．５Ｖ、周波数２０Ｈ
ｚ（正弦波）の印荷電圧を与え、レンズホルダー本体４
を±１．５ｍｍの振幅にて駆動させ、室内雰囲気下にて
連続運転をした。作動不良となるまでの運転時間をもっ
て耐久性の目安とするが、良好な作動をして５００時間
を越える長時間運転に耐えるものについては５００時間
で運転を打切った。 【００４１】(3) 摺動特性試験：オプティカル・アクチ
ュエータ・テストヘッド（アドバンテスト社製：ＴＱ８
８０９１）とアナライジングレコーダ（横河北辰電機社
製：３６５６）からなるレンズホルダー変位測定装置
に、耐久試験後１００、２００および５００時間の供試
ピックアップアクチュエータを取付け、駆動装置（自社
製）と信号発生器（岩崎通信機社製：ＦＧ−３５０）か
らなる印荷電圧発生装置によって、電圧０．１Ｖ、周波
数０．１Ｈｚの三角波の印荷電圧を駆動用コイル６に与
え、印荷電圧波形とレンズホルダー本体４の応答波形と
の差の大小（両波形が近似しているほど潤滑性が良い）
から、良（○印）、可（△印）および不良（×印）の三
段階に評価した。 【００４２】実施例１〜７における上記各試験の結果は
表２に示すとおりであった。 【００４３】比較例１および２：比較例１の支持軸には
ステンレス鋼を、また比較例２の支持軸には実施例８と
同様のセラミック溶射被膜を施したものを用い、ともに
スリーブがホルダー本体と一体化したポリフェニレンサ
ルファイド〔ＰＰＳ〕樹脂（米国フィリップス社製：ラ
イトンＰ−４）７０重量％と炭素繊維（東レ社製、繊維
長６ｍｍ）３０重量％との溶融ブレンドされた組成物か
らなるピックアップアクチュエータを作製し、実施例と
同様の諸試験を行なった。得られた結果を表２に併記し
た。 【００４４】比較例３：エポキシ基含有オルガノポリシ
ロキサン（信越化学工業社製：エポキシ変性シリコーン
オイルＫＦ１０２）にジブチルスズジラウレート０．
６％添加した組成物を３重量％の濃度になるようフレオ
ン１１３で希釈して塗装用液を調製し、ステンレス鋼製
支持軸の摺動部に塗布した。塗布後７０℃、１時間乾燥
し、１５０℃で３時間加熱し約１μｍ厚の被膜を形成し
た。この支持軸と比較例１および２に用いた樹脂組成物
製のホルダーからなるピックアップアクチュエータを作
製し実施例と同様の諸試験を行なった。得られた結果を
表２に併記した。 【００４５】比較例４：水酸基含有オルガノポリシロキ
サン（信越化学工業社製：シリコーンジオールＸ−２２
−１６０Ｃ）を３重量％の濃度になるようフレオン１１
３で希釈して塗装用液を調製し、ステンレス鋼製の支持
軸の摺動部に塗布し、塗布後７０℃、１時間乾燥し、１
５０℃、３時間加熱し約１μｍ厚の被膜を形成した。こ
の支持軸と前記比較例３におけると同じ樹脂組成物製ホ
ルダーからなるピックアップアクチュエータを作製し、
実施例と同様の諸試験を行なった。得られた結果を表２
に併記した。 【００４６】 【表２】 【００４７】表２から明らかなように、実施例１〜７は
いずれも耐久試験は５００時間を充分に確保し、中でも
実施例４、５、７は５００時間後の摺動特性の面でも優
れていた。また実施例３と５はともに水酸基を含む含フ
ッ素重合体を使用したものであるが、フルオロアルキル
重合体を用いた実施例３よりもフルオロポリエーテル重
合体を用いた実施例５の方が優れた摺動特性を有するこ
とがわかった。これに対して、支持軸に潤滑性被膜を形
成しなかった比較例１および２、さらに潤滑性被膜がこ
の発明における含フッ素重合体以外のものである比較例
３および４はいずれも耐久性（特に経時変化後）共に満
足できるものでなく、比較例１においては支持軸の錆の
発生も認められた。 【００４８】 【効果】以上述べたように、この発明の光学式ピックア
ップ用アクチュエータの支持構造はその主要構成部材で
ある支持軸の錆発生の心配がないので高温多湿の雰囲気
下においても使用に耐え、レンズホルダー材料に特に摺
動性を求めないため、レンズホルダー材料として高弾性
率で接着性が良好な材料を選択できる結果、高次共振の
問題を解決することが可能となる。そして、レンズおよ
びコイル等との接着性をも阻害することなく、フォーカ
シング駆動およびトラッキング駆動において優れた摺動
特性が得られ、特に支持軸とホルダーとの摺動部分の寸
法精度に優れるため、安定性、確実性の良いフォーカシ
ングサーボおよびトラッキングサーボを実施することが
出来て耐久性も非常に良好である。したがって、この発
明の意義はきわめて大きいと言うことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】光学式ピックアップのアクチュエータの構造を
例示するための平面図 【図２】図１の断面図 【符号の説明】 １ ベース ２ 支持軸 ３ 磁気コア ４ レンズホルダー本体 ５ スリーブ ６ 駆動用コイル ７ レンズ取付け孔 ８ 対物レンズ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 （１） レンズホルダー本体の軸芯部の内径面をポリフ
   ェニレンサルファイド樹脂組成物で形成し、この内径面
   を介して前記レンズホルダー本体を軸方向に移動および
   回転が可能なように支持するステンレス鋼製の支持軸を
   設け、この支持軸の摺動面に金属に対して親和性の高い
   官能基を有する含フッ素重合体を５μｍ以下に被覆して
   設けてなる光学式ピックアップ用アクチュエータのレン
   ズホルダー支持構造。（２） ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物が、炭
   素繊維を溶融ブレンドしたポリフェニレンサルファイド
   樹脂組成物である特許請求の範囲第１項に記載の光学式
   ピックアップ用アクチュエータのレンズホルダー支持構
   造。（３） 含フッ素重合体が、一般式 −Ｃ_x Ｆ_2x−Ｏ− （ここで、ｘは１〜４の整数） で示される単位を主要構造単位とし、平均分子量が１０
   ００〜５００００のフルオロポリエーテル重合体である
   特許請求の範囲第１項に記載の光学式ピックアップ用ア
   クチュエータのレンズホルダー支持構造。