JPS62117148A - 光ピツクアツプケ−ス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、コｙバクトディスク（ＣＤ）プレーヤの構成
部品である光ピツクアップケースに仮り、特に寸法精度
が高く５成杉加工が容易で生産性に優れ、かつ高性能で
信頼性の高い金属とプラスチックスの複合光ビンクアッ
プケースに関する。

〔発明の背景〕

ＣＤプレーヤの元ビノクアノプグースハ、第６図に示す
ように、光学素子であるレーザ光源１、コリメータレン
ズ２１回折格子６１凹レンズ４．プリズム５．封切レン
ズアクチュエ−！６、受光素子７などをｔｌｉｔ度よく
配置し固定させるためのものであり、非常に高い寸法精
度が要求され、例えば１〜１０μｍ穆度の精度を必要と
する。また、元ピックアップ機構として組立後の自、へ
環境下にシける耐久、１１反は、各の光学素子のｆｉＬ
が１μｎ１以下でめることが要求される。

他方、レーザ光源は駆動時に発熱を伴うため放熱する必
要がある。し７ヒがって、これらの要求全満足させるた
めに、従来は光ピックアップケースの母材にＡｌ合金ダ
イカス）ｋ使用し、精密機械加工によってμｍオーダの
高寸法精良に仕上げるという方法がとられているが、こ
の方法によると多くの機械仕上げ工程と工数がかかると
いう欠点がある。

一方、光ピツクアップケースの製作工数を減らすために
プラスチックによる成形方法が用いられているが、プラ
スチックは一般に熱膨張係数が大きく、またこの熱膨張
係数を小さくするために各種のフィラー（充填材）を添
加するが、フィラーの異方性のために必要とする寸法精
度の確保が難しいという欠点がある。さらに、ゲラステ
ックの熱伝導率がＡｌに比べ１／１００以下と小さいた
めにレーザ光源の放熱性も非常に悪く、実用化にはかな
りの問題がある。

なお、特開昭５８−９ｉ５Ｂ８号公報において、スクロ
ールの表面に樹脂要分成形するスクロール流体機械の提
案がなされているが、これは本発明と比較して製品およ
び目的が相違し全く異なる技術分野に属するものである
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、寸
法精度が高く、かつ成形加工が容易で生産性が良く、し
かも放熱効果が十分で、実用上信頼性の高め金属とプラ
スチックとの複合構造の光ピツクアップケースを提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明者らは、ＣＤプレーヤにおける元ピックアップの
構成部品である光学素子を高精度に位置決めし、温度な
らびに湿度が大きく変化する環境下におめても高い寸法
精度を保ち、かつレーザ光源の放熱特性に優れているこ
とが必要であるために、一般的に用いられている熱可塑
性樹脂または熱硬化性樹脂のみのでは具現できないこと
を種々の実験により認識した。すなわち、熱可塑性樹脂
で比較的成形性および寸法精度に優れているポリカーボ
ネートや熱硬化性樹脂（７）ＢＭＣ（バルクモールドコ
ンパウンド）ヲ用いても、必要とする寸法精度を確保す
ることが困難であり、またそれらの樹脂中に含まれてい
る無機充填材の配向性のために、温度変化または吸脱湿
による寸法変化が生じ、光ピツクアップの性能が劣化す
ることを実験により知った。

さらに、レーザ光源の放熱効果にあっては、樹脂製の元
ピックアップケースでは、例えば金属Ａｌ製のものと比
較して放熱効果が非常に悪く、その温度差が１０℃以上
にもなり、そのままでは。

例えばレーザダイオード（ＬＤ）の寿命を著しく短かく
するので使用できないことを知見した。

そこで、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果光ピックア
ップケースの母材を粗製の金属製品例えばＡｌまたはＡ
Ｊ合金ダイカストとなし、その表面部に精密成形した樹
脂層を設け、かつ形成する樹脂層の厚さを薄くすること
で、母材金属であるＡｌの剛性を生かして、樹脂成形層
の収縮もしくは温度変化ならびに吸脱湿による変形を極
力少なくすることができ、光ピツクアップケースの寸法
精度を上げ得ることを見い出した。

さらに、レーザ光源の放熱に関しては、光ピツクアップ
ケースのレーザ光源取付部および精密加工が必要でない
裏面（低部）を樹脂層で被覆せずに金属面を露出させ、
そこから熱を放出させる構造とすることにより、光ピン
クアンプケースの温度上昇を抑え、　　Ａｌ合金ダイカ
スト製品の場合に比べて２゛０程度以下にすることが可
能であることを見い出し本発明を完成するに至った。

本発明の光ピツクアップケースの母材を構成する金属ま
たは合金は１例えばＡｌまたはＡ７１！合金ダイカスト
などの鋳造可能なもの、もしくはＡｌ板またはＡＩ合金
板などのプレス成形品でもよく、比較的軽くて、疲労強
度が強く、剛性の高い金属あるいは合金であれば用いる
ことができ、特にその種類を限定するものではないが。

具体的にｋｌ　、　Ｚｎ　、　Ｍ？、　Ｆ４などの金属
またはそれらの金属を主体とする合金などを挙げること
ができる。そして、金属または合金によって構成される
光ピツクアップケースの母材粗製品の形状精度は低いも
のでもよく、鋳造品の場合には鋳はだのまま、あるいは
鋳抜テーバなどが付いていてもよい。しかし、母材粗製
品の表面部に高寸法ｆ＃度に被覆成形する樹脂層との接
着強度の向上をはかるために、母材粗製品の次面粗す（
Ｈｔｍ　）　Ｉ（ｌ、　Ｈｍ＝　１０−５０　、ａｍの
範囲にあることが望ましい。また、被覆成形する樹脂組
成物としては、母材粗製品との接着強度を増し１寸法精
度の向上をはかるために、その線膨張係数が１ＯＸ１０
−’以下、つまり母材金属の線膨張係数に近いものを用
いることが望ましい。

（して５光ピツクアツプケースの母材金属の表面部に＃
ｔ＠成形させる樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂また
は熱硬化性樹脂を用いることができ、それに粉末状、よ
り好ましくは球形処理をした粉末状の各種の無機充填材
１例えば石英ガラス、溶融石英など、硬化促進剤、シラ
ンカップリング剤、内部離型剤などを添加し、さらに必
要に応じては二硫化モリブデン（Ｍｏｓｔ）グラスアイ
ト粉末などの無機固体潤滑剤、有機固体潤滑剤である４
７ツ化エチレン重合体などの粉末を添加することができ
る。

また、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の種類として、
アクリル系樹脂、７ツ木系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポ
リカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリア
ルキレンオギシド系樹脂、飽和または不飽和ポリエステ
ル系樹脂ケイ素系樹脂、フェノール系樹脂、尿素系樹脂
メ＞ミン系樹脂、７ラン系樹脂、アルキド系樹脂、ジア
リルフタレート系樹脂、エポキシ系樹脂、ボリクレメン
系樹脂、耐熱性隔分子でるるボリフエニレンスＡ／フィ
ト、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリイミ
ドなど金挙げることができ、これらの共１合体またはポ
リマーブレンドしたものを用いることができる。

そして％樹脂組成り中に添加する無機充填材の飯は、４
０〜７０容積チの範囲が好ましく、４０容積俤未満では
樹脂成分が多くなり過ぎて線膨張係数が大となり樹脂成
形／Ｊの寸法精度が劣化するので好ましくなく、また７
０容積俤を超えると樹脂組成物の粘度が増大し樹脂層の
形成が困―となるので好ましくない。

樹脂組成物中に無機充填材と共に添加する固体温滑剤の
量は、５〜１５容積チの範囲が好ましく、５容積チ未満
では潤滑効果が十分でなく、また１５容墳チを超えると
線膨張係数が大きくなり寸法精度が劣化するし、無機充
填材の添加量が制限されるので好ましくない。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の一実施例を挙げ、図面を参照しながらさ
らに具体的に説明する。図において同一符号を付したも
のは同一部品または同一性能を有する部分を示す。

（実施例１） 光ピツクアップケースの母材として、第１図に示す形状
のＡｌ合金ダイカストを用いた。第２図は、第１図のＡ
−Ａ断面図（レーザ光源取付部近傍の断面図）である。

なお、この光ピツクアップケースの母材の形状は定まっ
たものではなく、本実施例においては、その形状の一例
を示すものである。第１図において、レーザ光源取付部
９および母材１１の底部１０は、レーザ光源の放熱およ
び樹脂層形成時の基準出しの目的で、樹脂層形成前に機
械加工によって仕上げを行った。その他の部分は鋳放し
のままである。次に第６図に示すごとく、母材１１を金
型１２内に配置し、樹脂注入口１４より熱硬化性樹脂を
樹脂層形成空間１３内に注入して、母材１１の表面部に
所定の精密寸法を有する樹脂層を形成させた。

この時、樹脂層を形成しない母材２の底部１０およびレ
ーザ光源取付部９には金型１２を密着させておいて樹脂
層が形成されなりようにした。

樹脂層の形成に用いた樹脂組成物は、クレゾールノボラ
ツクエボ中シ樹脂２０ｗｔ（重量）％、硬化剤として、
フェノール樹脂１０ｗｔ　％、充填材として１石英ガラ
ス粉末７０Ｗｔｉ４（５０容積％）、その他、硬化促進
剤、シランカップリング剤、内部′ａｍ剤を小量配合し
た半導体封止用の樹脂で、これを上記金型１２によって
トランスファ成形し、第４図に示すごとく、樹脂成形層
１５をもつ光ピックアップケースを作製した。得られた
樹脂成形層１５の線膨張係数は２．３ＸＩＦ’、　　Ｔ
ｊｌ（ガラス転移点）は１４５℃であり、母材１１との
接着力は１００即乙ゴ以上でめった。なお、寸法精度は
基準点に対し±５ｔａｍで、極めて高い精度の光ピツク
アップケースを得ることができた。また、環境耐久精度
については％直接その絶対寸法を測定することはできな
いが、光学素子組立後の環境加速試験において十分に仕
様を満足することを確認した。

（比較例１） 上記′Ａ施例１において使用した樹脂組成物中の石英ガ
ラス粉末を２Ｑｗｔ％とした樹脂組成物と用いて、母材
１１の表面に樹脂成形層１５を形成させた。この場合の
樹脂成形層１５の線膨張係数は６Ｘ１０−’、Ｔｙは１
４５℃であり、樹脂成形層１５と母材１１との接着強度
は、樹脂層を形成した時には１００々／ａｔｔ以上あつ
だが、熱サイクル試験を行１５なった結果、樹脂層７ノ
剥離が生じた。これは、を材と樹脂成形層との線膨張係
数の違いによるものと推定される。

（実施例２） 上記実施例１において匝用したエボ午シ樹脂組成物をベ
ースに、さらに固体潤滑剤としてグラファイト粉末と二
硫化モリブデン（Ｍｏ５ｓ）粉末の混合物を１０ｗｔチ
添加した樹脂組成物を作り実施例１と同様の方法で母材
１１の表面部に樹脂成形層１５を形成させた。樹脂層の
成形寸法精度および環境耐久精度は実施例１とほぼ同じ
であったが、静摩擦係数が０．３と小さく、第６図に示
す光ピックアップケースの軸受部８を、樹脂成形層によ
って加工できることを確認した。

（実施例６） 光ピツクアップケースの母材として、上記実施例１およ
び２で使用したＡｌ合金ダイカストの代りに、第５図に
示すＡｌ板のプレス加工品を用いて、実施例１と同様の
方法で樹脂成形層を形成させた。なおこの場合もレーザ
光源取付部９および底部１０け放熱させるため、　Ａ４
板の素材を露出させた。その結果、レーザ光源の放熱特
性は上述の実施例１および２における場合と比較してほ
とんど変らなかったが、樹脂成形層の寸法精度は±１０
μｍと少し劣った。また、ＡＪ板の表面粗さが５〜７μ
ｍと小さいために、母材と樹脂成形層との接着強度は５
０（旬となり、Ａｌ合金ダイカストに比べて小さかった
。しかし、元ピックアップケースの光学系の調整方式お
よび光学設計での改善により十分に実用可能と考えられ
る。

（比較例２） 上述の実施例１と同じ樹脂組成物を用いて、金属製の母
材を使用せず、樹脂のみで光ピツクアップケースの成形
を行なった。成形後の寸法精度は±１０μｍであったが
、光学系組立後の熱サイクル試験、耐湿試験においては
性能が劣化した。また、放熱特性はレーザ光源駆動時に
温度が周囲＠度よりも１５°０上昇し、光ピツクアップ
ケースとしての仕様を満足させることはできなかった。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく、本発明による金属とプラス
チックスの複合光ピックアップケースは、光ピツクアッ
プケースの母材に金属または合金１例えばｋｌ、Ｚｔ′
Ｌ、Ｍｙ、Ｆｂなどの金属またはそれらの金属を主成分
とする合金などのダイカストまたはプレス成形品を剛性
体として使用することにより、その表面部分に形成させ
る樹脂成形層の寸法精度が高く、母材金属との接着強度
が大きく、レーザ光源の放熱特性が良好で、その上耐熱
性、耐湿性ならびＩｃ耐温度サイクルに優れた信頼性の
高い光ピツクアップケースを容易に製作することができ
る。したがって従来技術である精密加工法による金属製
の光ピツクアップケースに比べて、加工工程を約１／６
加工時間を約２／３と大幅に低減させることが可能で、
高性能で信頼性の高い光ピツクアップケースを安価に高
歩留りで大量生産することができ、工業上の利用価直は
砥めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において示した光ピツクアップ
ケースの母材の一例であるＡｌ合金ダイカストの構造を
示す斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は
第１図において示した母材であるＡＩ合金ダイカストの
表面部に樹脂成形層を形成させる加工方法の一例を示す
断面図、第４図は第６図の加工方法によって母材表面部
に樹脂成形層を形成させた元ピックアップケースの構造
を示す断面図、第５図は本発明の母材の一例であるＡｌ
板のプレス成形品の形状を示す断面図、第６図は従来の
光ピツクアップの構成を示す斜視図である。 １・・・レーザ光源　　　　　２・・・コリメータレン
ズ ５・・・回折格子　　　　　　４・・・凹レンズ５・・
・プリズム　　　　　　６・・・対物レンズアクチェエ
ータ ７・・・受光素子　　　　　　８・・・軸受部９・・・
レーザ光源取付部　　１０・・・底部１１・・・母材　
　　　　　　　１２・・・金型１６・・・樹脂層形成空
間　　　１４・・・樹脂注入口ルー゛− Ｃ′ 、− 第　１　固 第２図 ゝ・　　　　　　１０ 箪３図 １牛 薬十図 第５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コンパクトディスクプレーヤの光ピックアップ機構
   を構成する部品を配置し固定する光ピックアップケース
   において、所定の金属または合金によつて上記光ピック
   アップケースの母材を構成し、上記母材の所定の表面部
   には所定の樹脂組成物からなる樹脂被覆層を成形させる
   ことを特徴とする光ピツクアップケース。 ２、樹脂被覆層を精密成形させる光ピックアップケース
   の母材の表面部は、レーザ光源取付部およびレーザ光源
   の熱を放熱させる部分を除いた上記母材の表面部である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ピッ
   クアップケース。 ３、光ピックアップケースの母材は、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｇ
   、Ｆｅのうちより選ばれる金属もしくはそれらの金属を
   主成分とする合金からなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の光ピックアップケース
   。 ４、光ピックアツプケースの母材が、ダイカストもしく
   はプレス成形品であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の光ピックア
   ップケース。 ５、光ピックアップケースの母材が、ＡｌもしくはＡｌ
   合金からなるダイカストもしくはプレス成形品であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ピック
   アップケース。 ６、光ピックアップケースの母材の表面粗さＨが１０〜
   ３０μｍの範囲であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の光ピックア
   ップケース。 ７、光ピックアップケースの母材の表面部に精密成形さ
   せる樹脂被覆層は、無機充填材を４０〜７０容積％、も
   しくは上記無機充填材４０〜７０容積％と固体潤滑剤５
   〜１５容積％含有しかつ線膨張係数が３．０×１０＾−
   ＾５以下の熱硬化性樹脂組成物もしくは熱可塑性樹脂組
   成物からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第６項のいずれか１項に記載の光ピックアップケー
   ス。 ８、無機充填材は、粉末状の石英ガラス、溶融石英のう
   ちの少なくとも１種からなることを特徴とする特許請求
   の範囲第７項に記載の光ピックアップケース。 ９、固体潤滑剤は、粉末状の二硫化モリブデングラファ
   イト、４フッ化エチレン重合体のうちの少なくとも１種
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載
   の光ピックアップケース。 １０、樹脂組成物を構成する樹脂成分が、ポリフェニレ
   ンスルフィド系樹脂であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第９項のいずれか１項に記載の光ピッ
   クアップケース。