JP4032425B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
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Description
この発明は、光ディスクにレーザ光を照射してデータの記録再生を行う光ヘッド装置において、レーザ出力素子の交換修理を容易にする技術に関する。
例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）、青紫レーザ用の光ディスクなどを対象にデータの記録再生を行う光ヘッド装置において、光ディスクにレーザ光を導く種々の光学系が取り付けられるベースフレームに対して、半導体レーザが取り付けられるフレーム（以下、サブフレームと呼ぶ）を別体に構成し、サブフレームをベースフレームに固定する際に、サブフレームを動かして半導体レーザの位置調整を行うようにした構成が知られている。
詳細には、半導体レーザからレーザ光を出力させてベースフレームの光学系を介してこのレーザ強度を測定しつつ、上記半導体レーザが固着されたサブフレームをベースフレームとの接合面に沿って光軸に垂直なＸＹ方向に移動させて位置調整を行う。そして、レーザ光の検出強度が一番高くなる位置を最適な位置として見つけ、その位置でサブフレームをベースフレームにネジ止着等により固定する。
従来、上記のベースフレームは例えば亜鉛ダイカストにより形成され、半導体レーザが取り付けられる上記のサブフレームは、半導体レーザの放熱板としても機能するようにアルミ等により形成されるのが一般的である。
また、光ヘッドと電子基板の取付け箇所に適用するのに好適な技術として特許文献１の部品組立て構造の発明があった。
特開平３−１６５３２１号公報
光ディスクにデータ記録を行う場合、それに必要なレーザ出力は大きなものとなる。また、その書込み速度を高速にしようとすれば、必要なレーザ出力も増していく。一方、半導体レーザは高出力領域に劣化が生じやすいという特徴がある。
従って、今後、書込み速度が高速な光ヘッド装置が増えるのに従って、半導体レーザの劣化により半導体レーザの交換修理が必要となるケースが増えると予想される。
しかしながら、従来の半導体レーザの固定構造にあっては、半導体レーザの交換作業を行う際に次のような不具合を生じることが多いと判明した。すなわち、上記の固定構造では、半導体レーザを取り付けるサブフレームやベースフレームが亜鉛ダイカストやアルミなど比較的に柔らかい金属から構成されているため、例えば１回目の半導体レーザの位置調整やサブフレームのネジ止着時に、サブフレームとベースフレームの接合面に所謂カジリと呼ばれる傷や溝等の変形が生じることがある。
そして、このようにカジリが生じた場合、新たなレーザ出力素子をサブフレームごと交換しようとすると、サブフレームを摺動させて半導体レーザの位置調整を行うときに、接合面に生じたカジリが邪魔をしてサブフレームを上手く動かすことが出来なくなる。
このような問題は、新品製品のアセンブリ時においても同様に生じえるものである。すなわち、サブフレームの止着が済んだ後に半導体レーザやその固定位置について不良と判断され、半導体レーザをサブフレームごと取り替える場合や、サブフレームの固定をもう一度やり直す場合に、その接合面にカジリが生じていると上記と同様に処理できなくなる。そして、その結果、ベースフレームやそれに光学系を取り付けた工程が無駄となり、製品の歩留の低下を招く。
また、特許文献１に開示の技術を、半導体レーザが取り付けられたサブフレームとベースフレームの接合箇所に適用することを検討したが、特許文献１で示されるようなフッ素樹脂からなる膜状部材をサブフレームとベースフレームの接合部に挿入したのでは、サブフレームやベースフレームにカジリは生じないものの、膜状部材が樹脂からできているため、サブフレームの締め付けにより膜状部材が容易に変形してしまい、それにより種々の問題が発生すると考えられた。例えば、強く締め付けすぎると膜状部材が潰れて破損したり、締め付けが弱いと膜状部材の変形により生じた弾性により長期にわたって固定位置がずれるという恐れが生じる。
また、特許文献１には、接合面にフッ素樹脂等をコーティングして用いる方法も開示されているが、金属面にフッ素樹脂等をコーティングした場合、コーティング膜は非常にはがれ易く、このようなコーティングを施したベースフレームやサブフレームは部品として成り立たないという問題があった。
この発明の目的は、レーザ出力素子をサブフレームを介して光ヘッドのベースフレームに取り付ける構造において、位置ずれなどが生じない強固な固定が可能であるとともに、サブフレームの固定と取外しを何度か行った場合でも、サブフレームとベースフレームの接合面にカジリなどが生じ難く、この接合面においてサブフレームをスムースに摺動させることの出来るようにすることにある。
本発明は、上記目的を達成するため、光ディスクの記録面にレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行う光ヘッド装置において、亜鉛ダイカストにより形成されレーザ光を光ディスクに導く光学系が取り付けられるベースフレームと、アルミ成型部材からなりレーザ光を出力するレーザ出力素子が取り付けられて上記ベースフレームに固定されるサブフレームとを備え、ベースフレームとサブフレームの接合面の両方にダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）膜を形成した。
また、本発明のもう一つの構成は、ベースフレームとサブフレームの接合面の両方にグラファイト板を貼り付け、且つ、この接合面にフラーレン・ゲル状体或いはゾル状体を塗布した。
このような構成により、特許文献１のように樹脂の膜を間に挿入した場合に比べてベースフレームとサブフレームとを強固に固定することが出来るととも、その接合面の摩擦係数は小さくなるので、サブフレームをベースフレームに押し付けて摺動させたりネジ止着した場合にも、その接合面にカジリなどが生じ難く、サブフレームの固定と取り外しを同様の状態で何度も行うことが出来る。
また、本発明のもう一つの構成は、上記ベースフレームとサブフレームの接合面にパーフロロ系フッ素樹脂（例えばテフロン（登録商標）（登録商標）やダイフロン（登録商標）の微粒子を含んだ潤滑剤が塗布されている構成とした。
このような構成においても、ベースフレームとサブフレームとを強固に固定することが出来るとともに、その接合面の摩擦係数が小さくなって、その接合面にカジリなどが生じるのを少なくすることが出来る。
本発明に従うと、劣化等によりレーザ出力素子を交換修理する際に、レーザ出力素子をサブフレームごと取り替えることで対処することができ、更に、その作業を障害なく行うことが出来るという効果がある。
また、光ヘッド装置のアセンブリ工程においても、レーザ出力素子やその位置調整について不良と判断された場合でも、その部分の取替え作業や位置調整のやり直し作業を障害なく行うことが出来るので、製品の歩留の向上を図ることが出来る。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態の光ヘッド装置１を示す全体構成図である。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態の光ヘッド装置１を示す全体構成図である。
この実施の形態の光ヘッド装置１は、例えば記録型のＤＶＤを対象にその記録面にレーザ光を照射してデータの記録と再生を行うもので、図１に示すように、レーザ出力手段としての半導体レーザ１１と、レーザ光を平行光にするコリメータレンズ１２と、フォーカス制御やトラッキング制御用にレーザ光を複数のビームにする回折格子１５と、光軸を曲げるプリズム１６と、光ディスクへの進行ビームと光ディスクからの反射ビームとを分離するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１７と、進行ビームと反射ビームの偏光を９０度回転させる１／４波長板１８と、立上げミラー１９と、光ディスクの記録面にレーザ光を集束させる対物レンズ２０と、この対物レンズ２０をフォーカス方向やトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置２１と、ＰＢＳ１７により分離された反射ビームを集束させるレンズ２２と、この反射ビームにフォーカス制御やトラッキング制御のために非点収差を与える凹型の円筒レンズ２３と、反射ビームの強度を検出する８分割センサ２４等を備えている。
光ヘッド装置１の機枠は、例えば亜鉛ダイカストからなり半導体レーザ１１以外の光学系部品が取り付けられるベースフレーム３０と、例えばアルミ成型部材からなり半導体レーザ１１が取り付けられてその放熱板としての機能を有するサブフレーム３１とからなる。
図２には、光ヘッド装置１の半導体レーザ１１の取付け構造を示す分離斜視図を、図３には半導体レーザ１１の位置調整を行っているところの正面図を、それぞれ示す。
ベースフレーム３０は、サブフレーム３１との接合面３０Ｃが平面状に形成され、且つ、この接合面３０Ｃにダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）膜が形成されている。また、この接合面３０Ｃには、レーザー光を通過させる光路用の孔３０ａやサブフレーム３１をネジ止着するためのネジ穴３０ｂ，３０ｂが設けられている。
サブフレーム３１は、ベースフレーム３０との接合面３１Ｃが平面状にされた板状ブロックの形状に成型され、且つ、この接合面３１Ｃにダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）膜が形成されている。また、サブフレーム３１には、半導体レーザ１１を固定する固定用溝３１ａやネジ止着用の挿通孔３１ｂ，３１ｂ、並びに、位置調整用ジグのアームＦ，Ｆに挟持されるための係合溝３１ｄ，３１ｄが設けられている。
半導体レーザ１１は、サブフレーム３１の固定用溝３１ａに嵌合されて、例えば接着剤等により固着される。そして、このサブフレーム３１がその接合面３１Ｃをベースフレーム３０の接合面３０Ｃに重ね合わされた状態でベースフレーム３０にネジ止着されて固定されるようになっている。
ネジ止着する前には、図３に示すように、サブフレーム３１は位置調整用ジグの可動アームＦ，Ｆに強固に挟持され、且つ、サブフレーム３１がベースフレーム３０に或る程度の力で押圧された状態で、可動アームＦ，Ｆが光軸と直行するＸＹ方向に動いて半導体レーザの位置を最適化し、その上でネジ止着が行われるようになっている。位置調整のときにサブフレーム３１をベースフレーム３０に或る程度押圧させた状態にするのは、ネジを止着するときにサブフレーム３１とベースフレーム３０とが位置ずれするのを防ぐためである。
この実施の形態の光ヘッド装置１によれば、ベースフレーム３０とサブフレーム３１の接合面３０Ｃ，３１Ｃにダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）膜が形成されているので、半導体レーザ１１の位置調整の際にサブフレーム３１をベースフレーム３０に強く押圧しても、ＤＬＣ膜により低摩擦の摺動性が得られる。そして、それにより、位置調整用ジグの可動アームＦ，ＦをＸＹ方向にスムースに移動させることができ、半導体レーザ１１の正確な位置合わせができる。
また、厚みを有するフッ素樹脂膜を間に挿んだものに比べて、ネジも強固に止着できるのでベースフレーム３０とサブフレーム３１の固定を強固に行うことが出来る。
また、ＤＬＣ膜によりサブフレーム３１とベースフレーム３０との接合面３０Ｃ，３１Ｃにカジリが生じることが少ない。従って、使用劣化で半導体レーザ１１を交換する場合や、製品のアセンブリ工程で半導体レーザ１１の固定後に半導体レーザ１１やその固定位置に不良が検出された場合でも、サブフレーム３１をベースフレーム３０から取り外して、同様の方法で、再び半導体レーザ１１を取り付けることが出来る。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、ベースフレーム３０とサブフレーム３１の接合部分にグラファイト板を貼り付けて、各接合面３０Ｃ，３１Ｃをグラファイト面により構成するとともに、サブフレーム３１をベースフレーム３０に固定する際に、各接合面３０Ｃ，３１Ｃの間にフラーレン・ゲル状体（すなわちフラーレンをコロイド溶液中に添加してゲル状としたもの）を塗布したものである。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、ベースフレーム３０とサブフレーム３１の接合部分にグラファイト板を貼り付けて、各接合面３０Ｃ，３１Ｃをグラファイト面により構成するとともに、サブフレーム３１をベースフレーム３０に固定する際に、各接合面３０Ｃ，３１Ｃの間にフラーレン・ゲル状体（すなわちフラーレンをコロイド溶液中に添加してゲル状としたもの）を塗布したものである。
このような構成においても、ベースフレーム３０とサブフレーム３１の各接合面３０Ｃ，３１Ｃに低摩擦の摺動性を得ることが出来るとともに、ベースフレーム３０とサブフレーム３１の互いの接合面を強く押し付けてもカジリなどを生じ難くすることが出来る。従って、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。
なお、上記のフラーレン・ゲル状体はシリコンオイルなどにフラーレンを添加してなるゾル状体などとしても良い。
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、ベースフレーム３０のサブフレーム３１と接合す一区画（例えば図１の点線の区画）３０Ｈをフェライトなどのモース硬度が６以上の部材で構成する一方、サブフレーム３１をダイヤモンド・ライク・カーボンなどモース硬度が９以上の部材で構成したものである。
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、ベースフレーム３０のサブフレーム３１と接合す一区画（例えば図１の点線の区画）３０Ｈをフェライトなどのモース硬度が６以上の部材で構成する一方、サブフレーム３１をダイヤモンド・ライク・カーボンなどモース硬度が９以上の部材で構成したものである。
このような構成においても、ベースフレーム３０とサブフレーム３１の各接合面３０Ｃ，３１Ｃに低摩擦の摺動性を得ることが出来るとともに、ベースフレーム３０とサブフレーム３１の接合面３０Ｃ，３１Ｃを互いに強く押し付けてもカジリなどを生じ難くすることが出来る。そして、それにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。
なお、モース硬度６以上の部材としては、その他、長石、石英、ガラスなどを適用することが出来る。また、上記構成では、ベースフレーム３０の方を６以上のモース硬度で、サブフレーム３１の方を９以上のモース硬度にすると説明したが、逆にベースフレーム３０の方を９以上のモース硬度で、サブフレーム３１の方を６以上のモース硬度にしても同様の作用・効果が奏される。
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られるものではなく、例えば、上記の第１と第２の実施の形態において、ベースフレーム３０とサブフレーム３１の両方の接合面３０Ｃ，３１Ｃについて、ＤＬＣ膜を形成するか、或いは、グラファイト板を貼り付けると説明したが、何れか一方の接合面についてのみこのような構成としても完全ではないが同様の効果を奏すことが出来る。
また、ベースフレーム３０とサブフレーム３１の接合面の構成として第１〜第３の実施形態を示したが、その他、この接合面にテフロン（登録商標）粒子やダイフロン粒子が添加された潤滑剤を塗布するようにしても、接合面における低摩擦の摺動性と、接合面においてカジリを生じにくくするという作用を得ることが出来る。
その他、サブフレーム３１の形状やその位置調整方法など、実施の形態で具体的に示した細部構造および方法は一例に過ぎず、種々の変形がありえる。
また、光ヘッド装置を構成する光学系の種類や配置は種々の変更が可能であるし、また、光ヘッド装置が対象とする光ディスクの種類も記録型のＤＶＤに限られず、種々の光ディスクを対象とするものでも良い。
１ 光ヘッド装置
１１ 半導体レーザ
１２ コリメータレンズ
１５ 回折格子
１６ プリズム
１７ ＰＢＳ
１８ １／４波長板
１９ 立上げミラー
２０ 対物レンズ
２１ 対物レンズ駆動装置
２２ 集束レンズ
２３ 円筒レンズ
２４ 光センサ
３０ ベースフレーム
３０Ｃ 接合面
３１ サブフレーム
３１Ｃ 接合面
１１ 半導体レーザ
１２ コリメータレンズ
１５ 回折格子
１６ プリズム
１７ ＰＢＳ
１８ １／４波長板
１９ 立上げミラー
２０ 対物レンズ
２１ 対物レンズ駆動装置
２２ 集束レンズ
２３ 円筒レンズ
２４ 光センサ
３０ ベースフレーム
３０Ｃ 接合面
３１ サブフレーム
３１Ｃ 接合面
Claims (4)
- 光ディスクの記録面にレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行う光ヘッド装置において、
亜鉛ダイカストにより形成されレーザ光を光ディスクに導く光学系が取り付けられるベースフレームと、
アルミ成型部材からなりレーザ光を出力するレーザ出力素子が取り付けられて上記ベースフレームに固定されるサブフレームとを備え、
上記ベースフレームと上記サブフレームの接合面の両方にダイヤモンド・ライク・カーボン膜が形成されていることを特徴とする光ヘッド装置。 - 光ディスクの記録面にレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行う光ヘッド装置において、
亜鉛ダイカストにより形成されレーザ光を光ディスクに導く光学系が取り付けられるベースフレームと、
アルミ成型部材からなりレーザ光を出力するレーザ出力素子が取り付けられて上記ベースフレームに固定されるサブフレームとを備え、
上記ベースフレームと上記サブフレームの接合面の両方にグラファイト板が貼り付けられ、且つ、この接合面にフラーレン・ゲル状体或いはフラーレン・ゾル状体が塗布されていることを特徴とする光ヘッド装置。 - 光ディスクの記録面にレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行う光ヘッド装置において、
亜鉛ダイカストにより形成されレーザ光を光ディスクに導く光学系が取り付けられるベースフレームと、
アルミ成型部材からなりレーザ光を出力するレーザ出力素子が取り付けられて上記ベースフレームに固定されるサブフレームとを備え、
上記ベースフレームと上記サブフレームの接合面の両方にグラファイト板が貼り付けられ、且つ、この接合面にパーフロロ系フッ素樹脂の微粒子を含んだ潤滑剤が塗布されていることを特徴とする光ヘッド装置。 - 上記ベースフレームと上記サブフレームの接合面のダイヤモンド・ライク・カーボン膜間にパーフロロ系フッ素樹脂の微粒子を含んだ潤滑剤が塗布されていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
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| JP2003381980A JP4032425B2 (ja) | 2003-11-12 | 2003-11-12 | 光ヘッド装置 |
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