JPH0743836B2

JPH0743836B2 - 光学式ピツクアツプのアクチユエ−タ

Info

Publication number: JPH0743836B2
Application number: JP82887A
Authority: JP
Inventors: 和夫廣瀬; 文規里路
Original assignee: エヌティエヌ株式会社
Priority date: 1987-01-05
Filing date: 1987-01-05
Publication date: 1995-05-15
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPS63168852A

Description

【発明の詳細な説明】〔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ツクアツ
プのアクチユエータに関するものである。

〔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
オデイスクプレーヤ、デイジタルオーデイオプレーヤ、
光デイスクフアイルなどが知られている。

これら装置のフオーカス制御、トラツキング制御を行な
うための光学式ピツクアツプは対物レンズを通過した光
ビームをデイスク面上に集光させて情報を検出するた
め、デイスク面振れによる焦点ずれを補償して光ビーム
をデイスク面上に結像させる必要がある。また、デイス
ク上の信号トラツク（情報ビツト列）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、信号トラツクのずれを補償し
て対物レンズの光軸を信号トラツ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オーカシングサー
ボにより行ない、また信号トラツクのずれの補償はトラ
ツキングサーボによつて行なわれるようになつている。

フオーカシング駆動系およびトラツキング駆動系の構造
には多くの種類があるが、その中の一つを第１図および
第２図に例示する。これは駆動部が固定の支持軸２でガ
イドされてフオ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ツキング制御をも行なう光学
式ピツクアツ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の偏心位置にはレンズ取付け孔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オーカスコイと、対
物レンズ８の孔軸方向に巻かれ、かつ、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
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。

このようなアクチユエータにおいては、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、および読取り制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
によつて形成され、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ツ素樹
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。

しかし、スリーブ５の内径および支持軸２の表面にフツ
素樹脂組成物などの潤滑性被膜を形成する従来の方法に
おいては、潤滑性被膜が、四フツ素エチレン樹脂、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、支持軸２の表面に形成しても真円度、円筒度
などの寸法精度が得難い。また、スリーブ５の内径面に
形成する場合、フツ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。したがつて、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つて、
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（通常ステンレス鋼）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本体４とステンレス鋼等の金
属、SiC等のセラミツ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の素材がステンレス鋼等の金属で
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、従来の技術における光学式ピツクアツプの
アクチユ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、フホーカシング
サーボおよびトラツキングサーボの不安定性、不確実性
または作動不能など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ツ
クアツプのアクチユエータのレンズホルダー支持軸の摺
動面に含フツ素重合体からなる薄膜を形成するという手
段を採用したものである。以下その詳細を述べる。

まず、この発明の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。そしてポリフルオロアルキル重合体とは、たとえば CF₃（CF₂）_７−、Ｈ（CH₂）_６、CF₂Cl（CH₂）₁₁−、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 −C_xF_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、好ましくは平均分
子量1000〜50000の重合体である。このようは含フツ素
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、スルフオン基、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、 C₆F₁₃COOH、C₈F₁₇C₂H₄OH、C₈F₁₇F₂H₄SH、 C₁₀F₂₁CONHC₂H₄OH、C₁₀F₂₁SO₃H HOOC−CF₂OC₂F₄O_ｍCF₂O_nCF₂COOH、 CH₃OOC−CF₂OC₂F₄O_ｍCF₂O_nCF₂COOCH₃、 HOCH₂−CF₂OC₂F₄O_ｍCF₂O_nCF₂−CH₂OH、などである。

このような含フツ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土
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。

また、含フツ素重合体を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。

また、これら官能基を有する含フツ素重合体に対して、
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
組合わせの公適な例としてイソシアネート基含有含フツ
素重合体にエチレングリコールもしくはジアミノジフエ
ニルメタンなどを加える組合わせ、または水酸基含有含
フツ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。

以上述べた含フツ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
の種類によつては必ら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
に両者を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。

ここで、含フツ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
は金属に限らず、合成樹脂、セラミツクスなどでも何等
支障を来たすものではない。

〔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。

含フツ素重合体：エポキシ基含有ポリフルオロアルキル重合体アミノ基含有ポリフルオロアルキル重合体水酸基含有ポリフルオロアルキル重合体 HOC₂H₄（CF₂）₇C₂H₄OH 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）水酸基含有ポーフルオロポリエーテル重合体（平均分
子量約2000） HOCH₂−CF₂OC₂F₄O_ｍCF₂O_nCF₂−CH₂OH 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1500）その他化合物：イソシアネート化合物（ｎの平均値0.6）ジブチルスズジラウレート実施例１〜9: 第１表に示した原材料を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SUS 420 J2、またはセラミツクス被膜
とはステンレス鋼またはアルミニウムの表面にSiC系に
セラミツクスを溶射し膜厚約25μｍの膜を形成したもの
である。

被覆された支持軸を第１図および第２図に示すような光学式ピツクアツプアクチユエータに組込み、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、第１表のスリーブ材質の欄中に示したPP
S組成物とはポリフエニレンサフアイド〔PPS〕樹脂（米
国フイリツプス社製：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A2
017である。

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。

（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（×2
0）で観察した。

（２）耐久試験供試の光学式ピツクアツプアクチユ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：シグナルジエネレータ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つてピ
ツクアツプアクチユエータの駆動用コイル６に電圧0.5
V、周波数20Hz（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
間をもつて耐久性の目安とするが、良好な作動をして50
0時間を越える長時間運転に耐えるものについては500時
間で運転を打切つた。

（３）摺動特性試験：オプテイカル・アクチユエータ・テストヘツド（アドバ
ンテスト社製:TQ88091）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
ツクアツプアクチユエータを取付け、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つて、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
系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、印（○
印）、可（△印）および不良（×印）の三段階に評価し
た。

実施例１〜９における上記各試験の結果は第２表に示す
とおりであつた。

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と同様のセラミツク溶射被膜を施し
たものを用い、ともにスリーブがホルダー本体と一体化
したポリフエニレンサルフアイド〔PPS〕樹脂（米国フ
イリツプス社製：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ツクアツプアクチユエータを作製
し、実施例と同様の諸試験を行なつた。得られた結果を
第２表に併記した。

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：エポキシ変成シリコーンオイル KF 10
2）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ツ
クアツプアクチユエータを作製し実施例と同様の諸試験
を行なつた。得られた結果を第２表に併記した。

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113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、150℃、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ツクアツプアク
チユエータを作製し、実施例と同様の諸試験を行なつ
た。得られた結果を第２表に併記した。

第２表から明らかなように、実施例１〜９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、８および９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
ツ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
とがわかつた。これに対して、支持軸に潤滑性被膜を形
成しなかつた比較例１および２、さらに潤滑性被膜を形
成させたとしてもこの発明における含フツ素重合体以外
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
いては支持軸に錆の発生も認められた。

〔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ア
クチユエータ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、フオーカシング駆動およびト
ラツ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、確実性の良いフオーカシングサーボおよび
トラツ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。したがつて、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】

第１図は光学式ピツクアツプのアクチユエータの構造を
例示するための平面図、第２図は第１図の断面図であ
る。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

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に移動および回転が可能なように支
持されているレンズホルダー支持軸の摺動面に含フツ素
重合体からなる薄膜を形成したことを特徴とする光学式
ピツクアツプのアクチユエータ。