WO2004071988A1 - 光学装置用部品 - Google Patents

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optical device
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Kenzo Takei
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Houei Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to components for optical devices used in various optical devices, such as housings for segment display devices and projection display devices, reflectors, optical recording media, optical component support members for optical head devices, and the like. It is about. book
  • the housings of the segment display device and the projection display device have been manufactured from resin moldings, while the housings of the light source lamps have been formed of metal.
  • resins of various shapes can be easily and inexpensively manufactured by molding techniques, but have the problem of low heat resistance.
  • metal there is a problem that thermal expansion is large. Such a problem is not preferable in the case of an optical device, in particular, because it causes a decrease in display performance, a decrease in light use efficiency, reproduction of information using light, and a decrease in recording accuracy.
  • an object of the present invention is to propose a component for an optical device that can solve problems such as heat resistance and deformation that have been conventionally encountered in resin molded products and metal products.
  • the present invention provides a ceramic molding method in which a molding material including a cement material having hydration activity is molded into a predetermined shape for optical device parts used in various optical devices, and then cured. It is characterized by using products.
  • a cement material having hydration activity means that Therefore, it is not limited to a hardening cement material, but also refers to a cement material which can be hardened by its own hydration activity by surface treatment of the cement material without adding water.
  • the cement material in order to construct a cement material that can harden with its own hydration activity without adding water, for example, the cement material is allowed to undergo a hydration reaction in advance and a crosslinking reaction is performed. There is a cement material to which resin is added.
  • the cement material is molded in a mold or the like, the material can be manufactured at high productivity and at low cost without wasting the material.
  • parts for optical devices such as housings for segment display devices and projection type display devices, reflectors for light source lamp units, optical recording media, and optical component support members for optical head devices are manufactured from such molded products, Good performance can be maintained because it is not deformed by changes in environmental temperature or heat generated by the light source.
  • a reflector for a light source lamp unit there is no deformation, which improves light use efficiency.
  • an optical recording medium, an optical component support member of an optical head device, etc. the accuracy of information recording and reproduction is improved.
  • thermoplastic resin such as polypropylene, polystyrene, polyamide, polyethylene terephthalate, or polyphenylene sulfide
  • the heat softens or melts the thermoplastic resin so that the fluidity of the material from the molding machine into the mold is improved.
  • polypropylene or polystyrene it is preferable to use polypropylene or polystyrene as the thermoplastic resin.
  • an inorganic fiber such as a glass fiber or a carbon fiber is added to the cement material or the molding material.
  • the strength of the ceramic molded product can be improved.
  • the optical device part according to the present invention is characterized in that the ceramic formed in a housing shape is It can be used as a housing for a display device in which an optical component is held by a molded product.
  • the optical device component according to the present invention can be used as a reflector having a reflecting surface formed on the front side of a reflector main body made of the ceramic molded product formed so as to cover the light source on the back side.
  • the optical device component according to the present invention can be used as an optical recording medium in which an optical recording material layer is formed on one surface of the optical device component formed in a substrate shape.
  • the component for an optical device according to the present invention can be used as an optical element support member on which various optical components used in an optical head device are mounted.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a segment display device as an optical device to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a liquid crystal projector as an optical device to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical recording medium to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of an optical head device to which the present invention is applied.
  • a cement-based material having hydration activity a molding material obtained by adding water to the following cement material, or a hydrothermal synthesis ceramic of Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., trade name “ Using a “Z-ma” or the like, a ceramic molded product described later, that is, a housing for a segment display device or a projection display device, a reflector for a light source lamp unit, an optical recording medium, and an optical head.
  • Manufacture parts for optical devices such as components for optical devices.
  • one example of the above molding material is
  • Hydraulic powder (Pol Trang Doseme emissions g) 4 0-8 0 weight 0/0 non-hydraulic powder (silicon Kafuyumu) 1 0-5 0% by weight the moldability modifier (talc) 1 0-3 0% Processability improver (acrylic resin) 2 to 9 parts by weight
  • Thickener (carboxymethylcellulose) 0.5 to 5 parts by weight
  • a non-hydraulic powder, a moldability improver, a processability improver, a thickener, a bulking agent, etc. are added to the cement material as required.
  • the cement material is, for example, a mixed powder composed of 40 to 80% by weight of a hydraulic powder, 10 to 50% by weight of a non-hydraulic powder, and 0 to 30% by weight of a moldability improver. And a processability improver blended in a proportion of 2 to 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixed powder, and a thickener blended in a proportion of 0.5 to 5 parts by weight.
  • Hydraulic powders include, for example, calcium silicate compound powder, calcium aluminate compound powder, calcium fluoroaluminate compound powder, potassium sulfoaluminate compound, calcium aluminoferrite compound powder, It is a calcium phosphate compound powder, hemihydrate or anhydrous gypsum powder, and quicklime powder having a self-hardening property, and can be hardened by water.
  • a typical example of hydraulic powder is Portland cement.
  • Non-hydraulic powders are powders that do not harden when contacted with water when used alone. Typical examples are calcium hydroxide powder, gypsum powder, calcium carbonate powder, slag powder, and fly. Ash powder, silica powder, clay powder, silica fume powder and the like. By adding such a non-hydraulic powder, it is possible to increase the filling rate during molding of the molded article and reduce the porosity of the obtained molded article. Thereby, the dimensional stability of the molded product can be improved.
  • a moldability improver is a material that improves the slipperiness with the mold during injection molding, further reduces the anisotropy of moldability, and stabilizes the quality.
  • examples of the moldability improver include inorganic materials such as talc (hydrated magnesium silicate) and my strength. Such an inorganic material has excellent orientation, imparts slipperiness to the surface of a molded product, and can stabilize quality by reducing resistance to a mold.
  • the processability improver contributes to the improvement of the moldability, mold release, cutting / grindability, grinding accuracy, etc. of the ceramic molded product. That is, the composition obtained by adding the workability improver improves the formability since the workability improver functions as a molding aid during pressure molding. In addition, since the fragility of the ceramic molded product is improved by the workability improver, Demolded without any damage. Therefore, yield and workability are improved. If a workability improver is added, the occurrence of cracks, chips, etc. can be prevented. Therefore, even in the case of a hydraulic composition, a cutting process or a grinding process using a lathe or the like can be performed as in the case of the metal material.
  • Examples of such a processability improver include a vinyl acetate resin, a copolymer resin with butyl acetate, an acrylic resin, a copolymer resin with acryl, a styrene resin, a copolymer resin with styrene, and an epoxy resin. and so on.
  • a thickener is a material that develops tackiness when dissolved in water, increases the bonding force between hydraulic and non-hydraulic powder, and forms a ceramic molded product immediately after molding. It is effective for maintaining the shape of the fabric, ensuring water retention, and forming a solid cured product. ⁇
  • Examples of the thickener include methylcellulose, hydroxyshethyl cellulose, carboxymethylcellulose and the like.
  • water is added to 100 parts by weight of a cement material composed of a hydraulic powder, a non-hydraulic powder, and a moldability improver in addition to the above components. Is added in an amount of 30 parts by weight or less, preferably 25 parts by weight or less. In order to reduce drying shrinkage, it is better to reduce the amount of water.
  • the molded article is molded into a predetermined shape by an injection molding machine or the like, and then the ceramic molded article is cured.
  • the ceramic molded product thus obtained is used as it is or after being machined as various components.
  • a member made of an inorganic material is manufactured by molding using a cement material. Therefore, material is not wasted and productivity is high as compared with cutting. Therefore, various parts can be manufactured at low cost.
  • polypropylene, polystyrene, and polyamide are used for the cement material described in Production Method 1 or the molding material added with water.
  • Thermoplastic resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene sulfide, etc., for example, in the form of several 0 / o to several tens percent, pellets, flakes, or powders, and then a ceramic molded product described later, that is, a segment.
  • optical device components such as housings for display devices and projection display devices, reflectors for light source lamps, optical recording media, and components for optical head devices.
  • inorganic fibers such as glass fiber and bonbon fiber prepared to a predetermined size are added, for example, by several percent. Addition of several tens of percent to ceramic molded products to be described later, that is, optical devices such as segment display devices and projection display device housings, reflectors for light source lamps, optical recording media, and parts for optical head devices. Manufacture parts.
  • the strength of the molded article using the cement material can be improved, so that cracks, chips, and the like can be prevented.
  • a metal or a metal compound powder is added in an amount of several to several tens% to the cement material described in the manufacturing methods 1, 2, and 3 or the molding material to which water is added.
  • the molded product is cured and, if necessary, machined to obtain a ceramic molded product, which will be described later, ie, a segment display device, a housing for a projection display device, and a light source lamp.
  • a ceramic molded product which will be described later, ie, a segment display device, a housing for a projection display device, and a light source lamp.
  • the powder of the metal or metal compound to be added here is a powder of iron and iron compounds such as iron powder, stainless powder, permalloy powder, sendast powder, iron oxide powder, and magnetic powder. .
  • metal or metal compound powder copper powder such as copper powder, brass powder, nickel silver powder, phosphor bronze powder, and copper titanium powder may be added.
  • powder of the metal or the metal compound in addition to the above-mentioned iron-based powder ⁇ ⁇ -based powder, aluminum powder, magnesium powder, nickel powder, tantalum powder, molybdenum powder, tin powder, lead powder, zinc powder Metal powder such as titanium powder, chromium powder, zirconium powder, and cobalt powder may be added. Further, silicon powder may be added.
  • Hydraulic powder (Portland cement) 4,080% by weight Non-hydraulic powder (silica fume) 1,500% by weight Moldability improver (talc) 1,030% by weight Processability improver (Acryl) 2-9 parts by weight
  • Thickener (carboxymethylcellulose) 0.5 to 5 parts by weight
  • the metal powder was added to the cement material described in Manufacturing Methods 1, 2 and 3 or the molding material to which water was added, and injection molding was performed using the metal powder to cure. Then, after further machining, if necessary, the metal powder is subjected to nitriding, sulfidation, or carburizing to form a ceramic molded product described later, that is, a segment display device ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ a projection display device. Manufactures optical housing components, including light source lamp reflectors, optical recording media, and optical head device components.
  • the metal powder to be added here is, for example, a powder of iron and iron compounds such as iron powder, stainless steel powder, permalloy powder, sendust powder, iron oxide powder, and magnetic powder.
  • Hydraulic powder (Portland cement) 4800% by weight Non-hydraulic powder (silica fume) 1500% by weight Moldability improver (talc) 100% by weight Processability improver (acrylic resin) ) 2 to 9 parts by weight
  • Thickener (carboxymethylcellulose) 0.5 to 5 parts by weight
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a segment display device as an optical device to which the present invention is applied.
  • a segment display device 10 includes a substrate 12 on which a plurality of light emitting elements 11 such as light emitting diodes, phototransistors, and Cds cells are mounted, and a light emitting element 11 mounted on a predetermined position. And a housing 14 in which a plurality of transmission windows 13 to be arranged are formed. In the segment display device 10, predetermined information is displayed by controlling the on / off state of the light emitting element 11 arranged in each transmission window 13.
  • a resin molded product was conventionally used as the housing 14 (the component for the optical device).
  • a white ceramic molded product obtained by forming a molding material in which water is added to a material into a predetermined shape and then curing the material is used.
  • the surface side 15 is coated with black or another color. Therefore, even when the housing 14 is formed of an inorganic material, the material can be manufactured with high productivity at low cost without wasting the material.
  • such a ceramic molded product does not deform due to a change in environmental temperature, so that good display performance can be maintained.
  • the housing 14 of the present embodiment does not cause a crosslinking reaction / decomposition reaction due to ultraviolet rays, and therefore has high weather resistance. Therefore, it can be used as an outdoor display device. Furthermore, according to the housing 14 of the present embodiment, even if it is white, the heat resistance and weather resistance are excellent, and the reflectivity is improved by about 30% or more as compared with that of resin. There is an advantage that the display light amount can be sufficiently secured.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a liquid crystal projector (projection display device) as an optical device to which the present invention is applied.
  • the white light emitted from the light source unit 21 is separated by the dichroic mirror 22 and the condenser lens 23 into three primary colors of red, green, and blue.
  • the light is guided to a liquid crystal light valve 24, modulated by the liquid crystal light valve 24 for each color, and then synthesized by the dichroic brake 25 and projected by the projection lens 26.
  • a housing 27 called a lamp housing or the like while being entirely or partially housed in a light guide (not shown).
  • the light source unit 21 is a light source lamp 28 such as a halogen lamp, a short arc metal halide lamp, a xenon short arc lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, and a reflective surface 291 having a curved inner surface.
  • Reflector 29 and a lamp housing (not shown).
  • a resin molded product was conventionally used as the housing 27 (parts for optical devices) or the light guide (parts for optical devices).
  • Method 1 to 5 explained as described above, a molding material obtained by molding a molding material obtained by adding water to a cement material into a predetermined shape, and then hardening is used. For this reason, even when the housing is formed of an inorganic material, the material can be manufactured with high productivity at low cost without wasting the material.
  • such a ceramic molded product has a heat resistance of 270 ° to 500 °, so that it is not deformed by a change in environmental temperature or heat generated by the light source.
  • the size of the liquid crystal projector 20 is reduced by increasing the degree of integration of the optical components, it is possible to maintain good display performance such that the optical axis is not distorted.
  • a crosslinking reaction or a decomposition reaction does not occur due to ultraviolet rays, so that weather resistance is also improved.
  • the molding material obtained by adding water to the cement material is formed into a predetermined shape as the reflector 29 (a component for an optical device) of the light source unit 21.
  • a cured ceramic molded article having a reflective surface 291 formed by spraying metal on the inner surface is used.
  • the inner surface of the molded product is smooth because the inner surface of the molded product is in contact with the molding material at the time of molding, so that the reflection surface 291 can be formed only by spraying the metal as it is.
  • the reflective surface 291 may be formed by spraying a metal.
  • the reflector 29 can be manufactured with high productivity and at low cost without wasting the material. Moreover, such a ceramic molded product does not deform due to a change in environmental temperature or the heat generated by the light source, so that good display performance can be maintained, such as a distortion of the optical axis. .
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical recording medium to which the present invention is applied.
  • an optical recording medium 40 such as a CD, CD-R, or DVD has a recording layer 43 and a protective layer 44 laminated in this order on the lower surface of a disk-shaped substrate 41.
  • an engineering plastic was conventionally used as the substrate 41.
  • the cement material is formed by adding water to the cement material.
  • a ceramic molded product obtained by molding a material into a predetermined shape and then curing is used.
  • a protective layer 42 may be formed on the upper surface of the substrate 41, and label printing or the like is performed on the side on which the protective layer 42 is formed.
  • the material can be manufactured at a low cost with high productivity without wasting the material. Moreover, such a molded article does not deform due to a change in environmental temperature, and thus has high accuracy in reproducing and recording. That is, among the engineering plastics, while the coefficient of linear expansion of made of Polyamide about 3 0 X 1 0 6, the linear expansion coefficient of the polybutylene terephthalate is from about 2 0 X 1 0- 6, hydraulic ceramic the linear expansion coefficient of about 5 XI 0- 6, is about 1/4 of the engineering plastics. The linear expansion coefficient of the iron is about 1 2 X 1 0- 6, the linear expansion coefficient of hydraulic ceramics is about 1/2 of the iron.
  • hydraulic ceramics have a specific gravity of about 2, which is higher than the specific gravity of resin (about 1.0), but lower than that of aluminum (about 2.7). Therefore, since stable rotation can be obtained, high accuracy can be obtained in both reproduction and recording.
  • the present invention is not limited to optical recording media such as CD and DVD, but can be applied to various optical recording media (including magneto-optical recording media).
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the optical head device to which the present invention is applied.
  • the optical head device 50 shown in FIG. 1 is for reproducing and recording an optical recording disk such as a CD or a DVD.
  • the optical head device 50 moves an objective lens 51 for focusing a laser beam on an optical recording medium, a lens holder 52 holding the objective lens 51, and the lens holder 52 in the tracking direction and the focusing direction.
  • a device frame 55 to which the objective lens driving device 60 is attached.
  • the device frame 55 has slide portions 56, 57, 58 formed on both sides, and these slide portions 56, 57, 58 are formed along the guide shafts 66, 67.
  • the device frame 55 moves in the radial direction of the optical recording disk 2 by sliding.
  • various optical components constituting an optical system together with the objective lens 51 are mounted on the device frame 55.
  • the objective lens driving device 60 has an actuator yoke 61 whose upper side is open, and a support shaft 62 stands upright from the center of the bottom plate portion.
  • the lens holder 52 is movable in the focusing direction along the support shaft 62 and is rotatable in the tracking direction about the support shaft 62.
  • a tracking magnetic drive circuit and a focusing magnetic drive circuit including a drive coil and a drive magnet are configured.
  • the device frame 6 optical component support member
  • the lens holder 4 optical component support member
  • a molded ceramic material obtained by molding a molding material obtained by adding water to a cement material into a predetermined shape, and then hardening is used.
  • Such a ceramic molded product does not deform due to changes in environmental temperature or heat generated by the light source, so that the optical axis is not distorted. Good display performance can be maintained. Further, since the device frame 6 and the lens holder 4 of the present embodiment are made of a ceramic molded product, they are lightweight. Furthermore, since the device frame 6 and the lens holder 4 of the present embodiment have high rigidity, there is an advantage that they do not resonate in the operation region.
  • the objective lens driving device 60 is of a shaft sliding / rotating type
  • the present invention may be applied to an optical head device of a type in which a lens holder is supported by a wire suspension. .
  • the optical device parts to which the present invention is applied include, in addition to the housings 14 and 27 described above, a liquid crystal panel and an organic electronic device constituting a display device in a mobile phone or a mobile computer.
  • the present invention may be applied to a frame of a luminescence display device.
  • the present invention may be applied to a housing when an optical element is modularized.
  • the housing of the segment display device or the projection display device and the light source lamp can be manufactured at low cost without wasting the material, with high productivity. It is possible to manufacture optical device components such as reflectors.
  • a component for an optical device is formed of such a ceramic molded product, it does not deform due to a change in environmental temperature or heat generated by a light source, so that good display performance can be maintained.

Description

光学装置用部品
技術分野
本発明は、 各種光学装置に用いられる光学装置用部品、 例えば、 セグ メント表示装置や投射型表示装明置のハウジング、 リ フレクタ、 光記録媒 体、 光へッ ド装置の光学部品支持部材などに関するものである。 書
背景技術
セグメント表示装置や投射型表示装置のハウジングなどは、 従来、 榭 脂成形品で製造されている一方、 光源ランプのハウジングなどは金属で 形成されている。
しかしながら、 樹脂は成形技術によって各種の形状のものが容易かつ 安価に製造できるが、 耐熱性が低いという問題点がある。 一方、 金属の 場合には、 熱膨張が大きいという問題点がある。 このような問題は、 特 に光学装置の場合、 表示性能の低下、 光の利用効率の低下、 光を利用し た情報の再生、 記録精度の低下をもたらすため、 好ましくない。
以上の問題点に鑑みて、 本発明の課題は、 従来、 樹脂成形品や金属製 品が抱えていた耐熱性や変形などの問題を解決できる光学装置用部品を 提案することにある。
発明の開示
上記課題を解決するために、 本発明では、 各種光学装置に用いられる 光学装置用部品に、 水和活性を備えたセメント材料を含む成形材料を所 定形状に成形した後、 硬化させたセラミック成形品を用いることを特徴 とする。
本願発明において、 水和活性を備えたセメント材料とは、 水の添加に よって硬化するセメント材料に限らず、 水を添加しなくても、 セメント 材料への表面処理などによってそれ自身の水和活性で硬化可能なセメン ト材料をも意味する。 ここで、 水を添加しなくても、 それ自身の水和活 性で硬化可能なセメント材料を構成するには、 例えば、 予めセメント材 料に水和反応をさせておく とともに、 架橋反応を行う樹脂を添加したセ メント材料がある。
本発明では、 セメント材料を金型内などで成形するので、 材料を無駄 にすることなく、 かつ、 高い生産性をもって安価に製造することができ る。 また、 このような成形品でセグメント表示装置や投射型表示装置の ハウジング、 光源ランプユニッ トのリ フレクタ、 光記録媒体、 光ヘッ ド 装置の光学部品支持部材などといった光学装置用部品を製造した場合、 環境温度の変化、 あるいは光源が発生する熱によって変形することがな いので、 良好な性能を維持することができる。 また、 光源ランプュニッ トのリフレクタと して用いた場合、 変形がないので、 光の利用効率が向 上する。 さらに、 光記録媒体、 光ヘッ ド装置の光学部品支持部材などに 用いた場合、 情報の記録、 再生の精度が向上する。
本発明において、 前記セメント材料あるいは前記成形材料に、 ポリプ ロピレン、 ポリスチレン、 ポリアミ ド、 ポリエチレンテレフタレート、 ポリフエ二レンサルフアイ ド等の熱可塑性樹脂を添加しておく ことが好 ましい。 このように構成した場合には、 成形機において材料を混合した 際、 その熱によって熱可塑性樹脂が軟化あるいは溶融するので、 成形機 から金型内への材料の流動性が向上する。 ここで、 溶融する温度や耐熱 性などの観点からすれば、 熱可塑性樹脂と して、 ポリプロピレンまたは ポリスチレンを用いることが好ましい。
本発明において、 前記セメント材料あるいは前記成形材料に、 ガラス 繊維やカーボン繊維等の無機繊維を添加しておく ことが好ましい。 この ように構成すると、 セラミック成形品の強度を向上することができる。 本発明に係る光学装置部品は、 ハゥジング形状に形成された前記セラ ミック成形品によって光学部品が保持された表示装置用ハウジングとし て用いることができる。
本発明に係る光学装置部品は、 光源を背面側で覆うように形成された 前記セラミック成形品からなるリフ レクタ本体の前面側に反射面が形成 されたリ フレクタとして用いることができる。
本発明に係る光学装置用部品は、 基板状に形成した前記光学装置用部 品の一方の面に光記録材料層が形成された光記録媒体として用いること ができる。
本発明に係る光学装置用部品は、 光へッ ド装置に用いられる各種光学 部品が搭載される光学素子支持部材として用いることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明が適用される光学装置としてのセグメント表示装置の 説明図である。
図 2は、 本発明が適用される光学装置としての液晶プロジェクタの説 明図である。
図 3は、 本発明が適用される光記録媒体の説明図である。
図 4は、 本発明が適用される光へッ ド装置の説明図である。
(符号の説明)
1 0 セグメント表示装置 (光学装置)
1 1 発光素子
1 3 透過窓
1 4 ハウジング (光学装置用部品)
2 0 液晶プロジェクタ (光学装置)
2 1 光源ュニッ ト
2 8 光源ランプ
2 9 リ フ レクタ (光学装置用部品)
3 2 表示部 4 0 光記録媒体 (光学装置用部品)
4 1 基板
4 3 記録層
4 2 , 4 4 保護層
5 0 光へッ ド装置
5 2 レンズホルダ (光学部品支持部材 Z光学装置用部品)
5 5 装置フレーム (光学部品支持部材 Z光学装置用部品) 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を説明する。
[製造方法 1 ]
本発明では、 水和活性を備えたセメ ン ト系材料として、 以下のセメ ン ト材料に水を加えた成形材料を用いて、 あるいは住友大阪セメント株式 会社の水熱合成セラミ ックス、 商品名 「ジーマ(Z— m a )」 などを用い て、 後述するセラミ ック成形品、 すなわち、 セグメ ン ト表示装置や投射 型表示装置のハウジング、 光源ランプユニッ トのリフレクタ、 光記録媒 体、 および光へッ ド装置用部品などの光学装置用部品を製造する。
例えば、 上記成形材料の一例は以下
セメ ン ト材料 1 0 0重量部
水硬性粉体 (ポル トラン ドセメ ン ト) 4 0〜 8 0重量0 /0 非水硬性粉体 (シリ カフューム) 1 0〜 5 0重量% 成形性改良剤 (タルク) 1 0〜 3 0重量% 加工性改良剤 (アク リル系樹脂) 2〜 9重量部
増粘剤 (カルボキシメチルセルロース) 0.5〜 5重量部
水 2 5重量部
の通りである。
ここで、 セメ ン ト材料には、 水硬性粉体の他、 必要に応じて、 非水硬 性粉体、成形性改良剤、加工性改良剤、増粘剤、増量剤等を加えておく。 セメント材料は、 例えば、 水硬性粉体 4 0〜 8 0重量%、 非水硬性粉体 1 0〜 5 0重量%、 およぴ成形性改良剤 Ϊ 0〜 3 0重量%からなる混合 粉体と、 混合粉体 1 0 0重量部に対して 2〜 9重量部の割合で配合した 加工性改良剤と、 0. 5〜 5重量部の割合で配合した増粘剤とからなる。
水硬性粉体は、 例えば、 珪酸カルシウム化合物粉体、 カルシウムアル ミネー ト化合物粉体、 カルシウムフルォロアルミネー ト化合物粉体、 力 ルシゥムサルフォアルミネート化合物、 カルシウムアルミノフェライ ト 化合物粉体、 リ'ン酸カルシウム化合物粉体、 半水又は無水石膏粉体、 自 硬性を有する生石灰粉体であり、 水により硬化可能である。 代表例な水 硬性粉体としては、 例えば、 ポルトランドセメントがある。
非水硬性粉体は、 単体では水と接触しても硬化することのない粉体で あり、 その代表例としては、 水酸化カルシウム粉末、 二水石膏粉末、 炭 酸カルシウム粉末、 スラグ粉末、 フライアッシュ粉末、 珪石粉末、 粘土 粉末、 シリカフューム粉末等がある。 このような非水硬性粉体を添加す ることによって、 成形品の成形時の充填率を高め、 得られる成形品の空 隙率を減少することが可能となる。 これにより成形品の寸法安定性を向 上することができる。
成形性改良剤は、 射出成形時、 金型との間の滑り性を向上させ、 さら に成形性の異方性を低減し、 品質を安定化させる材料である。 成形性改 良剤としては、 例えばタルク (含水ケィ酸マグネシウム)、 マイ力等の無 機材料がある。 このような無機材料は配向性に優れ、 成形品表面に滑り 性を付与し、 金型との抵抗が低減されることにより品質の安定化が図れ る。
加工性改良剤は、 セラミック成形品の成形性、脱型性、切削 ·研削性、 研削精度などの向上に寄与する。 すなわち、 加工性改良剤を添加するこ とによって得られた組成物は、 加工性改良剤が加圧成形時に成形助剤と しての役割を果たすので成形性が向上する。 また、 加工性改良剤により セラミック成形品のもろさが改良されるので、 得られた成型体が脱型時 に何ら損傷を受けることなく脱型される。 従って、 歩留まりおよび作業 性が向上する。 また、 加工性改良剤を添加しておけば、 割れ、 欠け等の 発生を阻止することができる。 それ故、 水硬性組成物であっても、 金属 材料と同様、 旋盤等による切削加工や研削加工を行うことができる。 こ のような加工性改良剤としては、 酢酸ビニル樹脂、 又は酢酸ビュルとの 共重合樹脂、 アクリル樹脂、 又はアクリルとの共重合樹脂、 スチレン樹 脂、 又はスチレンとの共重合樹脂、 あるいはエポキシ樹脂などがある。 増粘剤とは、水に溶解することによつて粘着性を発現する材料であり、 水硬性粉体、 非水硬性粉体の粒子間の結合力を高め、 成形直後のセラミ ック成形品の形状維持、 保水性の確保、 密実な硬化体を形成するのに有 効である。 增粘剤としては、 メチルセルロース、 ヒ ドロキシェチルセル ロース、 カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
セメント材料を用いて成形材料を調製するには、上記の各成分の他に、 水硬性粉体、 非水硬性粉体、 および成形性改良剤からなるセメント材料 1 0 0重量部に対して水が 3 0重量部以下、 好ましくは、 2 5重量部以 下の量で添加される。 なお、 乾燥収縮を小さくするには水を少なくする のがよい。
このような成形材料から各種成形品を製造するには、 まず、 射出成形 機などによって所定の形状に成形した後、 このセラミック成形品を硬化 させる。
このようにして得られたセラミック成形品は、 そのまま、 あるいは機 械加工が施されて各種部品として使用される。 ここで、 本形態では、 セ メント材料を用い、 無機材料からなる部材を成形により製造している。 それ故、 切削加工などと比較して、 材料が無駄にならず、 かつ、 生産性 が高い。 それ故、 各種部品を安価に製造することができる。 ■ [製造方法 2 ]
本形態では、 製造方法 1で説明したセメント材料、 あるいはそれに水 を加えた成形材料に対して、 ポリプロピレン、 ポリスチレン、 ポリアミ ド、 ポリエチレンテレフタレート、 ポリ フエ二レンサルファイ ド等の熱 可塑性樹脂を、 例えば数0 /o〜数十%、 ペレッ ト、 フレーク、 あるいは粉 体として添加して、 後述するセラミック成形品、 すなわち、 セグメント 表示装置や投射型表示装置のハウジング、 光源ランプのリ フレクタ、 光 記録媒体、および光へッ ド装置用部品などの光学装置用部品を製造する。
このよ うな成形材料を用いた場合には、 射出成形機において材料を温 度および圧力をかけて混合した際、 その熱によって熱可塑性樹脂が軟化 あるいは溶融して成形材料の流動性が高まる。 その結果、 金型内への成 形材料の注入性が高まるので、 寸法精度等に優れたセラミック成形品を 製造できる。また、押出成形の場合にも、成形材料の流動性が高ければ、 ダイスから押し出される際の寸法精度が向上する等の効果を奏する。
[製造方法 3 ]
本形態では、 製造方法 1、 2で説明したセメント材料、 あるいはそれ に水を加えた成形材料に対して、 所定サイズに調製したガラス繊維や力 一ボン繊維等の無機繊維を、 例えば、 数%〜数十%添加して、 後述する セラミック成形品、 すなわち、 セグメント表示装置や投射型表示装置の ハウジング、 光源ランプのリ フレクタ、 光記録媒体、 および光ヘッ ド装 置用部品などの光学装置用部品を製造する。
このよ うに構成すると、 セメント材料を用いた成形品の強度を向上す ることができるので、 割れ、 欠け等を防止することができる。
[製造方法 4 ]
本形態では、 製造方法 1、 2、 3 .で説明したセメン ト材料、 あるいは それに水を加えた成形材料に対して、 金属あるいは金属化合物の粉体を 数%〜数十%、 添加しておき、 それを射出成形した後、 成形品を硬化さ せて、 さらに必要に応じて機械加工を施して、 後述するセラミック成形 品、 すなわち、 セグメント表示装置や投射型表示装置のハウジング、 光 源ランプのリ フレクタ、 光記録媒体、 および光ヘッ ド装置用部品などの 光学装置用部品を製造する。 ここで添加される金属あるいは金属化合物の粉体は、 鉄粉、 ステンレ ス粉、 パーマロイ粉、 センダス ト粉、 酸化鉄粉、 磁性体粉等の鉄系およ び鉄系化合物の粉体である。 また、 金属あるいは金属化合物の粉体とし て、 銅粉、 真鍮粉、 洋白粉、 燐青銅粉、 銅チタン粉等の銅系粉体を添加 してもよい。 さらに、 金属あるいは金属化合物の粉体としては、 上記の 鉄系粉体ゃ鲖系粉体の他、 アルミニウム粉、 マグネシウム粉、 ニッケル 粉、 タンタル粉、 モリ プデン粉、 錫粉、 鉛粉、 亜鉛粉、 チタン粉、 クロ ム粉、 ジルコニウム粉、 コバルト粉等の金属粉を添加してもよい。 さら にまた、 シリ コン粉を添加してもよい。
このような材料を用いて各種セラミ ック成形品を製造するにあたって 本形態では、 例えば、 以下の材料
セメ ント材料 1 0 0重量部
水硬性粉体 (ポルトラン ドセメ ン ト) 4 0 8 0重量% 非水硬性粉体 (シリカフューム) 1 0 5 0重量% 成形性改良剤 (タルク) 1 0 3 0重量% 加工性改良剤 (アク リル系樹脂) 2 〜 9重量部
増粘剤 (カルポキシメチルセルロース) 0. 5〜 5重量部
金属あるいは金属化合物の粉体 1 0重量部
水 2 5重量部
を混合し、 成形材料を調整する。
[製造方法 5 ]
本形態では、 製造方法 1 、 2 、 3で説明したセメント材料、 あるいは それに水を加えた成形材料に対して、 金属粉体を添加しておき、 それを 用いて射出成形し、 硬化を行った後、 さらに必要に応じて機械加工を施 した後、 金属粉体に対して窒化処理、 硫化処理、 あるいは浸炭処理を行 つて、 後述するセラミック成形品、 すなわち、 セグメント表示装置ゃ投 射型表示装置のハウジング、 光源ランプのリ フレクタ、 光記録媒体、 お よび光へッ ド装置用部品などの光学装置用部品を製造する。 ここで添加される金属粉体は、 例えば、 鉄粉、 ステンレス粉、 パーマ ロイ粉、 センダス ト粉、 酸化鉄粉、 磁性体粉等の鉄系および鉄系化合物 の粉体である。
このよ うな材料を用いて各種セラミ ック成形品を製造するにあたって 本形態では、 例えば、 以下の材料
セメント材料 1 0 0重量部
水硬性粉体 (ポルトランドセメント) 4 0 8 0重量% 非水硬性粉体 (シリカフューム) 1 0 5 0重量% 成形性改良剤 (タルク) 1 0 3 0重量% 加工性改良剤 (アク リル系樹脂) 2 〜 9重量部
増粘剤 (カルボキシメチルセルロース) 0. 5〜 5重量部
鉄系金属の粉体 1 0重量部
水 2 5重量部
を混合し、 成形材料を調整する。
[セグメント表示装置への適用]
図 1は、 本発明が適用される光学装置としてのセグメント表示装置の 説明図である。
図 1において、 セグメント表示装置 1 0は、 発光ダイォード、 フォ ト トランジスタ、 C d sセルなどの発光素子 1 1が複数、 所定の位置に実 装された基板 1 2と、 これらの発光素子 1 1が配置される複数の透過窓 1 3が形成されたハウジング 1 4 とを有している。 このセグメント表示 装置 1 0においては、 各透過窓 1 3に配置された発光素子 1 1の点灯、 消灯状態を制御することにより、 所定の情報が表示される。
このようなセグメント表示装置 1 0において、 ハウジング 1 4 (光学 装置用部品) として、 従来は樹脂成形品が用いられていたが、 本形態で は、 製造方法 1ないし 5で説明したように、 セメント材料に水を加えた 成形材料を所定形状に成形した後、 硬化させてなる白色のセラミック成 形品に対して、表面側 1 5に黒その他の色で塗装を施したものを用いる。 このため、 無機材料でハウジング 1 4を形成した場合でも、 材料を無駄 にすることなく、 かつ、 高い生産性をもって安価に製造できる。 また、 このようなセラミック成形品であれば、 環境温度の変化によって変形す ることがないので、 良好な表示性能を維持することができる。 さらに、 本形態のハウジング 1 4は、 樹脂成形品と違って、 紫外線により架橋反 応ゃ分解反応が起こることもないので、 耐候性が高い。 それ故、 屋外用 の表示装置として用いることもできる。 さらにまた、 本形態のハウジン グ 1 4によれば、 白色のものでも耐熱性ゃ耐候性に優れているので、 樹 脂製のものと比較して反射率が約 3 0 %以上、 向上するので、 表示光量 を十分に確保できるという利点がある。
[液晶プロジ クタへの適用]
図 2は、 本発明が適用される光学装置としての液晶プロジェクタ (投 射型表示装置) の説明図である。
図 2において、 液晶プロジェクタ 2 0では、 光源ュニッ ト 2 1から出 た白色光がダイクロイツクミラー 2 2およびコンデンサーレンズ 2 3に よって赤、 緑、 青の 3原色の光に分離された状態で 3枚の液晶ライ トバ ルプ 2 4に導かれ、 色毎に液晶ライ トバルブ 2 4で変調を受けた後、 ダ ィクロイツクブリズム 2 5で合成されて投射レンズ 2 6で投影される。 このような光学系は、 全体、 あるいは一部がライ トガイ ド (図示せず) に収納された状態で、 ランプハウジングなどと称せられるハウジング 2 7内に収納される。 ここで、 光源ュニッ ト 2 1は、 ハロゲンランプ、 シ ョートアークメタルハライ ドランプ、 クセノンショー トアークランプ、 超高圧水銀ランプなどの光源ランプ 2 8 と、 内面が湾曲した反射面 2 9 1になっているリ フレクタ 2 9 と、 ランプハウジング (図示せず) を有 している。
このような液晶プロジェクタ 2 0において、 ハウジング 2 7 (光学装 置用部品)、 あるいはライ トガイ ド (光学装置用部品) として、 従来は樹 脂成形品が用いられていたが、 本形態では、 製造方法 1ないし 5で説明 したように、 セメント材料に水を加えた成形材料を所定形状に成形した 後、 硬化させてなるセラミック成形品を用いる。 このため、 無機材料で ハウジングを形成した場合でも、 材料を無駄にすることなく、 かつ、 高 い生産性をもって安価に製造できる。 しかも、 このようなセラミ ック成 形品であれば、 270° から 500° の耐熱性を有しているので、 環境温度の 変化、あるいは光源が発生する熱によって変形することがない。従って、 光学部品の集積度を高めて液晶プロジェクタ 2 0の小型化を図った場合 でも、 光軸が歪まないなど、 良好な表示性能を維持することができる。 さらに、 本形態によれば、 樹脂成形品と違って、 紫外線により架橋反応 や分解反応が起こることもないので、 耐候性も向上する。
また、 本形態では、 光源ュニッ ト 2 1のリ フレクタ 2 9 (光学装置用 部品) として、 製造方法 1ないし 5で説明したように'、 セメント材料に 水を加えた成形材料を所定形状に成形した後、 硬化させてなるセラミ ッ ク成形品の内面に金属を溶射して反射面 2 9 1を形成したものを用いる。 この場合、 成形品の内面は、 成形時に型材が接する面なので、 平滑であ るため、 そのまま金属を溶射するだけでも反射面 2 9 1を形成すること ができる。 また、 内面に鏡面研磨を施した後、 金属を溶射して反射面 2 9 1を形成してもよい。
このため、 本形態によれば、 無機材料でリ フレクタ 2 9を形成した場 合でも、 材料を無駄にすることなく、 かつ、 高い生産性をもって安価に 製造できる。 しかも、 このようなセラミ ック成形品であれば、 環境温度 の変化、 あるいは光源が発生する熱によって変形することがないので、 光軸が歪まないなど、 良好な表示性能を維持することができる。
[光記録媒体への適用]
図 3は、 本発明が適用される光記録媒体の説明図である。
図 3において、 C D、 C D - R , D V Dなどの光記録媒体 4 0は、 円 盤状の基板 4 1の下面に記録層 4 3、 および保護層 4 4がこの順に積層 されている。 このような光記録媒体 4 0において、 基板 4 1 として、 従来はェンジ ニァプラスチックが用いられていたが、 本形態では、 製造方法 1ないし 5で説明したように、 セメント材料に水を加えた成形材料を所定形状に 成形した後、 硬化させてなるセラミック成形品を用いる。 この場合、 必 要に応じて、 基板 4 1の上面に保護層 4 2を形成してもよく、 この保護 層 4 2が形成される側にレーベル印刷などが施される。
このように本形態によれば、 無機材料で光記録媒体 4 0の基板 4 1を 形成した場合でも、 材料を無駄にすることなく、 かつ、 高い生産性をも つて安価に製造できる。 しかも、 このような成形品であれば、 環境温度 の変化によって変形することがないので、 再生おょぴ記録の際の精度が 高い。 すなわち、 エンジニアプラスチックのうち、 ポリアミ ドの線膨張 係数は約 3 0 X 1 0 6、 ポリブチレンテレフタレー トの線膨張係数は約 2 0 X 1 0— 6 であるのに対して、 水硬性セラミックの線膨張係数は約 5 X I 0—6であり、 エンジニアプラスチックの約 1/ 4である。 また、 鉄の 線膨張係数は約 1 2 X 1 0— 6であり、水硬性セラミックの線膨張係数は、 鉄の約 1/ 2である。
また、 樹脂成形品と違って、 紫外線により架橋反応や分解反応が起こ ることもないので、 成形直後の初期時、 および所定期間経過後のいずれ においても、 セラミック成形品を用いた光記録媒体では、 反りが発生せ ず、 平面度が高い。
さらに、水硬性セラミックは、 比重が約 2であり、樹脂の比重(約 1. 0) と比較すると、 比重は大きいが、 アルミニウム比重(約 2. 7)と比較する と小さい。 それ故、 安定した回転を得ることができるので、 再生、 およ び記録のいずれにおいても高い精度を得ることができる。
なお、 本発明は、 C Dや D V Dなどの光記録媒体に限らず、 各種の光 記録媒体 (光磁気記録媒体を含む) に適用することができる。
[光へッ ド装置への適用]
図 4は、 本発明が適用された光ヘッ ド装置の分解斜視図である。 図 4 に示す光へッ ド装置 5 0は、 C Dあるいは D V Dなどの光記録ディスク の再生、 記録等を行なうためのものである。 この光ヘッ ド装置 5 0は、 レーザ光を光記録媒体に収束させる対物レンズ 5 1 と、 対物レンズ 5 1 を保持したレンズホルダ 5 2 と、 レンズホルダ 5 2を トラッキング方向 およびフォーカシング方向に移動させるための磁気駆動式の対物レンズ 駆動装置 6 0 と、 対物レンズ駆動装置 6 0が取り付けられている装置フ レーム 5 5とから構成されている。
ここで、 装置フレーム 5 5は、 両側にスライ ド部 5 6、 5 7、 5 8が 形成され、 これらのスライ ド部 5 6、 5 7、 5 8がガイ ド軸 6 6、 6 7 に沿って摺動することにより、 装置フ レーム 5 5、 光記録ディスク 2の 半径方向に移動する。 また、 装置フレーム 5 5には、 対物レンズ 5 1 と ともに光学系を構成する各種光学部品が搭載されている。
装置フレーム 5 5には、 貫通孔が形成されており、 ここに対物レンズ 駆動装置 6 0が装着されている。 対物レンズ駆動装置 6 0は、 上側が開 放しているァクチユエータヨーク 6 1を有し、 この底板部分の中心から は支軸 6 2が垂直に起立している。 レンズホルダ 5 2は、 支軸 6 2に沿 つてフォーカシング方向に移動可能であると共に、 支軸 6 2を中心とし てトラッキング方向に回動可能である。
対物レンズ駆動装置 6 0とレンズホルダ 5 2 との間には、 駆動コイル および駆動マグネッ トから構成される トラッキング用磁気駆動回路およ びフォーカシング用磁気駆動回路が構成されている。
このよ う に構成した光ヘッ ド装置において、 本形態では、 装置フレー ム 6 (光学部品支持部材)、あるいはレンズホルダ 4 (光学部品支持部材) として、 製造方法 1ないし 5で説明したように、 セメント材料に水を加 えた成形材料を所定形状に成形した後、 硬化させてなるセラミック成形 品を用いる。
このようなセラミック成形品であれば、 環境温度の変化、 あるいは光 源が発生する熱によつて変形することがないので、光軸が歪まないなど、 良好な表示性能を維持することができる。 また、 本形態の装置フレーム 6、およびレンズホルダ 4は、セラミ ック成形品で構成されているため、 軽量である。 さらに、 本形態の装置フレーム 6、 およびレンズホルダ 4 は、 剛性が高いので、 動作領域で共振しないという利点がある。
なお、 上記対物レンズ駆動装置 6 0は軸摺動 · 回動型のものであった が、 レンズホルダをワイヤサスペンショ ンで支持した方式の光へッ ド装 置に本発明を適用してもよい。
[その他の実施の形態]
なお、 本発明が適用される光学装置用部品と しては、 上記のハウジン グ 1 4、 2 7などの他にも、 携帯電話機、 モバイルコンピュータにおい て表示装置を構成する液晶パネルや有機エレク トロルミネッセンス表示 装置の枠体に本発明を適用してもよい。 また、 光学素子をモジュール化 する際のハウジングに本発明を適用してもよい。
産業上の利用可能性
以上説明したよ うに、 本発明では、 セメント材料を用いて成形するの で、 材料を無駄にすることなく、 かつ、 高い生産性をもって安価にセグ メント表示装置や投射型表示装置のハウジング、 光源ランプのリ フレタ タなどといった光学装置用部品を製造することができる。 また、 このよ うなセラミ ック成形品で光学装置用部品を構成すると、環境温度の変化、 あるいは光源が発生する熱によって変形することがないので、 良好な表 示性能を維持することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 少なく とも、水和活性を備えたセメ ント材料を含む成形材料を、 所定形状に成形した後、 硬化させたセラミック成形品からなることを特 徴とする光学装置用部品。
2 . 請求の範囲第 1項において、 前記セメント材料あるいは前記成 形材料に熱可塑性樹脂が添加されていることを特徴とする光学装置用部
B
BP o
3 . 請求の範囲第 2項において、 前記熱可塑性樹脂は、 ポリプロピ レンまたはポリスチレンであることを特徴とする光学装置用部品。
4 . 請求の範囲第 1項において、 前記セメント材料あるいは前記成 形材料に無機繊維が添加されていることを特徴とする光学装置用部品。
5 . 請求の範囲第 1項ないし第 4項のいずれかに規定する光学装置 部品からなる表示装置用ハウジングであって、 ハウジング形状に形成さ れた前記セラミック成形品によって光学部品が保持されていることを特 徴とする表示装置用ハウジング。
6 . 請求の範囲第 1項ないし第 4項のいずれかに規定する光学装置 部品からなるリフレクタであって、 光源を背面側で覆うように形成され た前記セラミック成形品からなるリフレタタ本体の前面側に反射面が形 成されていることを特徴とするリ フレクタ。
7 . 請求の範囲第 1項ないし第 4項のいずれかに規定する光学装置 用部品からなる記録媒体であって、 基板状に形成した前記光学装置用部 品の一方の面に光記録材料層が形成されていることを特徴とする光記録 媒体。
8 . 請求の範囲第 1項ないし第 4項のいずれかに規定する光学装置 用部品からなる光学部品支持部材であって、 光ヘッ ド装置において光学 系を構成する光学部品が搭載されていることを特徴とする光学部品支持 部材。
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