JP2004075881A - Optical component - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical component that exhibits only a small change in dimension caused by the changes in surroundings. <P>SOLUTION: The optical component has a porosity of 0.02-0.5 and a heat conductivity of ≤ 0.45 W/mK in the three dimensional directions (X, Y and Z axes). Preferably, the optical componentis are a gas injection-molded article constituted of a composition containing (A) a thermoplastic resin and/or thermosetting resin, (B) an inorganic filler and/or (C) a composition including a fibrous filler a chemically expanded article and a microcellular expansion-molded article. The optical component is suitably used as an optical pickup substrate 6 for an optical pickup device 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学部品に関し、特に、環境変化による寸法変化の小さい光学部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンパクトディスク（ＣＤ）やデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の光ディスクの記録面に情報を記録あるいは再生する際、光ビームを照射するために光ピックアップ装置を用いる。この光ピックアップ装置や、高速カラーレーザー・プリンター、高速カラー複写機の光学系ハウジングは、アルミニウムや亜鉛等の金属ダイキャストにより製造されてきた。
また、装置の軽量化のため、合成樹脂製品、例えば、ポリアリーレンスルフィドからなる光学部品も製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、光ディスクの記録容量の増大、書き込み可能なコンパクトディスク・レコーダブル（ＣＤ−Ｒ）やコンパクトディスク・リライタブル（ＣＤ−ＲＷ）、デジタルバーサタイルディスク・ランダムアクセスメモリー（ＤＶＤ−ＲＡＭ）等への記録、記録及び読み出し速度の高速化等により、記録密度を高くすると同時に、照射レーザーの出力をさらに高めることが必要となってきた。
このため、光ピックアップ装置を、より高温において、例えば５０℃以上、特に７０℃以上の温度において使用することが多くなり、光学部品の高温における寸法安定性、特に温度変化に対する光学系の光軸ズレが小さいことが要求されている。
また、ハードディスクドライブ装置に関しても、高密度化、高速化に対応するため、ディスク部と読み取り部（アーム）の相対位置が、より一定であることが要求されている。
【０００４】
これらの要求に対し、特開平１０−２９３９４０号公報には、光軸特性を改良するためには、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上の光ピックアップ容器が有用であると記載されている。しかし、このように高い熱伝導率では、レーザー発光時の放熱でピックアップ自体の温度が高くなり、光軸特性が逆に悪化してしまう。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑み、環境変化による寸法変化の小さい光学部品を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従来、光ピックアップ装置に用いる寸法変化の少ない部材として、機械強度、弾性率、靭性、軽量化又は絶縁性等、様々な観点から研究開発が行われていたが、本発明者は、光学部品の空隙率が０．０２〜０．５であり、３次元方向（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向）の熱伝導率が０．４５Ｗ／ｍＫ以下であれば、寸法安定性を大幅に改善できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
本発明によれば、空隙率が０．０２〜０．５であり、３次元方向（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向）の熱伝導率が０．４５Ｗ／ｍＫ以下である光学部品が提供される。
【０００８】
【発明の実施の態様】
以下、本発明について説明する。
本発明の光学部品は、３次元方向（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向）の熱伝導率が、０．４５Ｗ／ｍＫ以下、好ましくは、０．４０Ｗ／ｍＫ以下、特に好ましくは、０．２５Ｗ／ｍＫ以下である。３次元方向のいずれか１方向の熱伝導率が０．４５Ｗ／ｍＫを超えると、レーザ発光時にピックアップ自体の温度が上昇し、光軸ズレが大きくなる。
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向とは、互いに直角に交差する３方向を意味する。
【０００９】
また、本発明の光学部品は、空隙率が０．０２〜０．５、好ましくは、０．１〜０．５、特に好ましくは、０．２〜０．５である。空隙率が０．０２未満になると、熱伝導率が下がらなくなる。一方、０．５を超えると、成形が困難になる。
尚、空隙率は、発泡部分の体積分率を意味し、（発泡体積）÷（理論体積）、即ち、１−（相対密度）＝１―（発泡品密度／理論密度）より求めることができる。
【００１０】
このような光学部品を構成する材料としては、例えば、以下の（Ａ）、（Ｂ）及び／又は（Ｃ）とを含む樹脂組成物が挙げられる。
（Ａ）熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂（以下、樹脂成分という）
（Ｂ）無機充填剤
（Ｃ）繊維状フィラー
【００１１】
樹脂成分（Ａ）のうち、熱可塑性樹脂としては、耐熱性の点から、好ましくは、ガラス転移温度が８０℃以上、特に好ましくは９０℃以上のものがよい。
このような熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアリーレンスルフィド、ポリカーボネート、シンジオタクチックポリスチレン、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、液晶樹脂、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等が挙げられる。このうち、好ましくは、ポリアリーレンスルフィド、ポリカーボネート、シンジオタクチックポリスチレン、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、液晶樹脂、又はポリスチレンであり、特に好ましくは、耐熱性、高剛性、低線膨張の点から、ポリアリーレンスルフィド、ポリカーボネートである。
【００１２】
また、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エキポシ樹脂、ポリウレタン、不飽和ポリエステル、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂等が使用できる。このうち、好ましくはフェノール樹脂、エキポシ樹脂、不飽和ポリエステルである。
【００１３】
樹脂成分（Ａ）は、上記の熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を、それぞれ一種単独で用いてもよく、又は二種以上を組み合わせたポリマーアロイとして用いてもよい。また、熱可塑性樹脂及び熱可塑性樹脂のポリマーアロイとして用いてもよい。ポリマーアロイとしては、例えば、ポリアリーレンスルフィドと、ポリフェニレンエーテル、シンジオタクチックポリスチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン、ポリアリレートとのアロイが挙げられる。
【００１４】
無機充填剤（Ｂ）は、樹脂組成物の線膨張を低下させるために添加される。また、無機充填剤（Ｂ）は、樹脂組成物が異方性を生じないように、好ましくは、等方性のものを使用する。このような無機充填剤（Ｂ）としては、例えば、セリサイト、カオリン、マイカ、クレー、ベントナイト、タルク、アルミナシリケート等の珪酸塩、アルミナ、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄等の金属化合物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩、ガラスビーズ、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素、燐酸カルシウム、シリカ、黒鉛、カーボンブラック、金属紛等が挙げられる。このうち、好ましくは、シリカ、炭酸カルシウム、金属粉であり、特に好ましくは、炭酸カルシウムである。
【００１５】
無機充填剤（Ｂ）は、樹脂成分（Ａ）との界面密着性を改良し、樹脂組成物の機械的強度を維持するために、シラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等により予備処理をすることが好ましい。
【００１６】
繊維状フィラー（Ｃ）は、光学部品の機械的強度、例えば、引張り強度、曲げ強度、衝撃強度、弾性率等を維持するために添加される。このような繊維状フィラー（Ｃ）としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、石こう繊維、金属繊維、チタン酸カリウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、ワラステナイト、アスベスト等が挙げられる。このうち、好ましくは、ガラス繊維、炭素繊維及びウィスカー状充填剤であり、特に好ましくは、ガラス繊維である。
繊維状フィラー（Ｃ）は、無機充填剤（Ｂ）と同様に、シラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等により表面処理をして使用してもよい。
【００１７】
樹脂組成物には、さらに、添加剤として、ヒンダードフェノール、ヒドロキノン、フォスファイト等の酸化防止剤や熱安定剤、レゾルシノール、サリシレート、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン等の紫外線吸収剤を配合することができる。また、一般に合成樹脂用として使用されている帯電防止剤、難燃剤、核剤、離型剤、顔料（カーボンブラック等）、溶融張力向上剤、接着性向上剤等各種添加剤を適量配合してもよい。
【００１８】
樹脂成分（Ａ）の樹脂組成物全体に占める配合量は、好ましくは、３０〜７０容積％、特に好ましくは、４０〜６０容積％である。３０容積％未満では、成形できない場合がある。一方、７０容積％を超えると、光軸ズレが大きくなる場合がある。
無機充填剤（Ｂ）の、樹脂組成物全体に占める配合量は、好ましくは、０〜７０容積％、特に好ましくは、１５〜７０容積％である。１５容積％未満では、光軸ズレが大きい場合がある。一方、７０容積％を超えると、成形不可場合がある。
繊維状フィラー（Ｃ）の、樹脂組成物全体に占める配合量は、好ましくは、０〜２５容積％、特に好ましくは、３〜２５容積％である。３容積％未満では、強度が不足する場合がある。一方、２５容積％を超えると、光軸のズレが大きくなる場合がある。
【００１９】
熱可塑性樹脂組成物の調製方法としては、予め上記成分を所定の配合比で混合し、この混合物を混練機に投入し、樹脂の溶融温度で混練する方法が挙げられる。混練機としては、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、各種ニーダー等がある。この際、後に続く光学部品の成形工程のため、造粒（ペレット化）しておくことが、ハンドリング性の点から好ましい。
また、熱硬化性樹脂組成物の調製方法としては、予め、上記成分及び硬化剤、反応促進剤等を混練する方法が挙げられる。
【００２０】
本発明の光学部品の成形方法については、得られる光学部品の空隙率及び熱伝導率が上記の要件を満たすものであれば特に限定されない。
例えば、樹脂成分（Ａ）が熱可塑性樹脂組成物の場合は、射出成形、押出成形、溶媒成形、プレス成形、熱成形等によって製造できる。これら成形法の中でも、射出成形が生産性や成形品の寸法精度に優れることから好ましい。また、熱硬化性樹脂組成物の場合は、トランスファー成形等の方法が利用できる。
尚、熱可塑性樹脂組成物の構成成分を混合して、直接、成形機に投入してもよく、また、上記のように予め溶融混練したものを投入してもよい。
【００２１】
熱伝導率を０．４５Ｗ／ｍＫ以下とするためには、樹脂組成物の成形時に、光学部品に空隙部分を形成することが有効である。このような方法としては、好ましくは、ガスインジェクション、化学発泡又はマイクロセルラー発泡等のガス発泡処理がある。これらの発泡処理は、光学部品に、耐熱性、剛性その他の特性を付与する樹脂成分（Ａ）の種類に応じて適宜変更することができる。例えば、樹脂成分（Ａ）が結晶性樹脂であるポリアリーレンスルフィド等の場合には、耐熱性の点から、化学発泡は適さないため、好ましくは、マイクロセルラー発泡を行う。樹脂成分（Ａ）の種類に関わらず、マイクロセルラー発泡は、機械強度低下が小さいという（微細発泡のため）点で、最も好ましい発泡方法である。尚、発泡の際には、空隙率が０．０２〜０．５となるように発泡条件を適宜調節する。従って、本発明の光学部品は、上記の成形方法によるガスインジェクション成形品、化学発泡成形品又はマイクロセルラー発泡成形品等のガス発泡成形品が好ましく、より好ましくは、マイクロセルラー発泡射出成形品である。
【００２２】
本発明の光学部品は、上述したように、特定の空隙率及び熱伝導率を有しているため、環境変化における寸法変化が小さく、特に高温環境での使用、例えば最高温度１１０℃の高温においても、光軸ズレが非常に少ない。本発明の光学部品の具体例として、レーザーを用いた光学部品、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ又はブルーレイ用の光ピックアップ、レーザービームプリンタ、複写機及び液晶プロジェクタの光学ハウジング、ハードディスクドライブのアーム又はキャリッジ等、特に、高倍速ＤＶＤ装置用の光ピックアップ、高速カラーレーザービームプリンタ等があり、寸法安定性が要求される機器の全部又は一部が挙げられる。特に、本発明の光学部品は、光ピックアップ基盤として有用である。
【００２３】
本発明の光学部品である光ピックアップ基盤を図を参照して説明する。
図１は、ＤＶＤ用光ピックアップ基盤を装着した光ピックアップ装置の概略を示す側断面図である。
この光ピックアップ装置１０は、保持容器９内に装着された光ピックアップ基盤６に、半導体レーザー光源１、ハーフミラー２、対物レンズ３及び受光部５が保持されている。そして、この半導体レーザー光源１から出力されたレーザー光は、ハーフミラー２及びコリメーターレンズ４を介して、対物レンズ３により、光ディスク７の記録面８に収束され、この記録面８からの反射光を、対物レンズ３、コリメーターレンズ４及びハーフミラー２を介して受光部５に入射させて、データ信号及びフォーカスエラー信号等のエラー信号を得る。エラー信号に対しては、対物レンズ３の位置等の調整が行われる機構を有している。また、この光ピックアップ基盤６は、保持容器９内において、シャフトと連動して移動しながら、光ディスク７の記録面８の全面にわたってレーザー光の照射を行うことができる。
光ピックアップ基盤６は、約−２０℃から約８０℃までの温度環境に晒されるが、３次元方向の熱伝導率が小さく、光ピックアップ基盤６自体の温度が上昇し難いため、光軸ズレが少なく、正確に各部材が作用機能する。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
実施例１
樹脂温度３００℃、せん断速度１，０００ｓｅｃ^−１における溶融粘度が１００ｐｏｉｓｅである、架橋タイプのポリアリーレンスルフィド（以下、ＰＡＳという）（東ソー製、Ｂ１００、ガラス転移温度：９０℃）３０容積％、ポリフェニレンエーテル（以下ＰＰＥという）（三菱エンプラ製、１００Ｌ、ガラス転移温度：２３０℃）２０容積％、炭酸カルシウム（白石カルシウム製、ホワイトンＰ３０）２５容積％及びガラス繊維（旭ファイバーグラス社製、商品名：ＪＡＦＴ５９１）２５容積％を、２軸押出機（東芝機械製、ＴＥＭ３５Ｂ）に投入し、３２０℃で溶融混練し、熱可塑性樹脂組成物のペレットを作製した。
このペレットを、射出成形機（日本製鋼所製、マイクロセルラー発泡用５０トン射出成形機）に投入し、ＤＶＤ用光ピックアップ基盤の金型を使用して、光学部品を製造した。発泡倍率は補圧切替値を変更することで制御した。
【００２５】
実施例２
マイクロセルラー成形時の発泡体積（空隙率）を０．１５にした他は、実施例１と同様にして光学部品を製造した。
【００２６】
実施例３
マイクロセルラー成形時の発泡体積（空隙率）を０．４０にした他は、実施例１と同様にして光学部品を製造した。
【００２７】
実施例４
ＰＡＳの配合量を５０容積％とし、ＰＰＥを使用しなかった他は、実施例１と同様にして光学部品を製造した。
【００２８】
実施例５
ＰＡＳ及びＰＰＥを使用せず、ポリカーボネート（出光石油化学社製、商品名：Ａ１９００）を７０容積％使用し、炭酸カルシウムを使用せず、ガラス繊維を３０容積％使用した他は、実施例１と同様にして光学部品を製造した。
【００２９】
比較例１
通常の射出成形により成形した他は、実施例１と同様にして光学部品を製造した。
【００３０】
比較例２
マイクロセルラー成形時の発泡体積（空隙率）を０．５５とした他は、実施例１と同様にして光学部品を製造した。
上記実施例及び比較例で製造した光学部品の成形条件を表１に示す。表１における樹脂温度はホッパー下からシリンダー先端部までの各部の値である。
【００３１】
【表１】

【００３２】
［光学部品の評価］
１．光軸ズレ量の測定
上記実施例及び比較例により製造した光学部品（ＤＶＤピックアップ部）に、レーザーダイオード（ＬＤ）及びハーフミラーをＵＶ硬化接着剤（協立化学産業、ワールドロック８０００シリーズ）で固定した。
この部品を治具に固定し、−４０〜８０℃以上の温度で制御、保持可能なオーブンに設置し、レーザーを発光させてハーフミラーからの反射光をオートコリメーターで角度を測定した。この際、室温２３℃で０点調整を行い原点を決めた。次に、オーブンを８０℃に加熱し、１０分保持後にレーザーのズレ量を角度（分）で測定し、この値を光軸ズレ量とした。
尚、ハーフミラーの位置が、温度による線膨張の影響を受けてずれるため、光軸のズレが起こると推定される。
２．実機による評価
製造した光学部品を、３２倍速のＣＤ−ＲＷドライブに組み込み、４０℃で書き込みを行い、−２０℃〜８０℃の使用環境における、読み取りエラーの発生の有無で判定した。読み取りエラーの発生が無い場合は○、有る場合は×で評価した。
尚、出光法の測定で、４０℃における光軸ズレが０．１０以下の場合、実機評価でも使用することが可能で、それ以上の場合は使用できないことが確認されている。
３．熱伝導率
製造した光学部品の一部から、３次元方向（ＭＤ方向ｘ、ＴＤ方向ｙ、厚さ方向ｚ）について試験片を切削して３０℃で測定した。試験片の形状は５ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍであり、測定は、円板熱流計法（ＡＳＴＭ　Ｅ１５３０に準拠）により行った。
４．空隙率
１−（相対密度）により求めた。
５．成形性
成形加工時において、実機評価可能な成形品が得られたときは○、実機評価不可な成形品が得られたときは×として評価した。
光学部品のこれらの評価結果を表２に示す。尚、表中の熱伝導率の値は、３次元方向全てに共通した値である。
【００３３】
【表２】

【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、環境変化による寸法変化の小さい光学部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＤＶＤ用光ピックアップ基盤の側断面図である。
【符号の説明】
１　半導体レーザー光源
２　ハーフミラー
３　対物レンズ
４　コリメーターレンズ
５　受光部
６　光ピックアップ基盤（光学部品）
７　光ディスク
８　光ディスク記録面
９　保持容器
１０　光ピックアップ装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical component, and more particularly, to an optical component having a small dimensional change due to an environmental change.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, when recording or reproducing information on a recording surface of an optical disk such as a compact disk (CD) or a digital versatile disk (DVD), an optical pickup device is used to irradiate a light beam. The optical system housing of the optical pickup device, high-speed color laser printer, and high-speed color copying machine has been manufactured by die-casting a metal such as aluminum or zinc.
In addition, optical parts made of synthetic resin products, for example, polyarylene sulfide are also manufactured to reduce the weight of the apparatus.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, the recording capacity of optical disks has been increased, and writable compact disk recordable (CD-R), compact disk rewritable (CD-RW), digital versatile disk random access memory (DVD-RAM), and the like have been developed. As recording, recording and reading speeds have been increased, it has become necessary to increase the recording density and simultaneously increase the output of the irradiation laser.
For this reason, the optical pickup device is often used at a higher temperature, for example, at a temperature of 50 ° C. or more, especially 70 ° C. or more, and the dimensional stability of the optical component at a high temperature, particularly, the optical axis shift of the optical system due to a temperature change. Is required to be small.
Also, with respect to hard disk drive devices, it is required that the relative position between the disk unit and the reading unit (arm) be more constant in order to cope with higher density and higher speed.
[0004]
In response to these requirements, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-293940 describes that an optical pickup container having a thermal conductivity of 1 W / mK or more is useful for improving the optical axis characteristics. However, with such a high thermal conductivity, the temperature of the pickup itself increases due to heat radiation at the time of laser emission, and the optical axis characteristics are adversely deteriorated.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an optical component whose dimensional change is small due to environmental changes.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Conventionally, as a member having a small dimensional change used in an optical pickup device, research and development have been performed from various viewpoints such as mechanical strength, elastic modulus, toughness, light weight or insulation, but the present inventor has proposed an optical component. If the porosity is 0.02 to 0.5 and the thermal conductivity in the three-dimensional directions (X-axis, Y-axis and Z-axis directions) is 0.45 W / mK or less, dimensional stability can be greatly improved. And completed the present invention.
[0007]
According to the present invention, there is provided an optical component having a porosity of 0.02 to 0.5 and a thermal conductivity in a three-dimensional direction (X-axis, Y-axis, and Z-axis directions) of 0.45 W / mK or less. Is done.
[0008]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Hereinafter, the present invention will be described.
The optical component of the present invention has a thermal conductivity in a three-dimensional direction (X-axis, Y-axis, and Z-axis directions) of 0.45 W / mK or less, preferably 0.40 W / mK or less, particularly preferably 0.1 W / mK or less. It is 25 W / mK or less. If the thermal conductivity in any one of the three-dimensional directions exceeds 0.45 W / mK, the temperature of the pickup itself increases during laser emission, and the optical axis shift increases.
Here, the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions mean three directions that intersect each other at right angles.
[0009]
The optical component of the present invention has a porosity of 0.02 to 0.5, preferably 0.1 to 0.5, particularly preferably 0.2 to 0.5. When the porosity is less than 0.02, the thermal conductivity does not decrease. On the other hand, if it exceeds 0.5, molding becomes difficult.
The porosity means the volume fraction of the foamed portion, and can be obtained from (foaming volume) ÷ (theoretical volume), that is, 1− (relative density) = 1− (foamed product density / theoretical density). .
[0010]
Examples of a material constituting such an optical component include a resin composition containing the following (A), (B), and / or (C).
(A) thermoplastic resin and / or thermosetting resin (hereinafter referred to as resin component)
(B) inorganic filler (C) fibrous filler
Among the resin components (A), the thermoplastic resin preferably has a glass transition temperature of 80 ° C. or higher, particularly preferably 90 ° C. or higher, from the viewpoint of heat resistance.
Examples of such a thermoplastic resin include, for example, polyarylene sulfide, polycarbonate, syndiotactic polystyrene, modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, liquid crystal resin, polystyrene, polyphenylene ether, polyarylate, polysulfone, polyetherimide, and polyether sulfide. Phone, polyethylene terephthalate, polyamide and the like. Of these, preferably, polyarylene sulfide, polycarbonate, syndiotactic polystyrene, modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, liquid crystal resin, or polystyrene, particularly preferably, in terms of heat resistance, high rigidity, low linear expansion, Polyarylene sulfide and polycarbonate.
[0012]
Further, as the thermosetting resin, for example, phenol resin, epoxy resin, polyurethane, unsaturated polyester, urea resin, melamine resin, diallyl phthalate resin, silicone resin and the like can be used. Among them, preferred are phenol resins, epoxy resins, and unsaturated polyesters.
[0013]
As the resin component (A), the above-mentioned thermoplastic resins or thermosetting resins may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use as a thermoplastic resin and the polymer alloy of a thermoplastic resin. Examples of the polymer alloy include an alloy of polyarylene sulfide and polyphenylene ether, syndiotactic polystyrene, polybutylene terephthalate, polyetherimide, polysulfone, or polyarylate.
[0014]
The inorganic filler (B) is added to reduce the linear expansion of the resin composition. The inorganic filler (B) is preferably an isotropic one so that the resin composition does not cause anisotropy. Examples of such an inorganic filler (B) include silicates such as sericite, kaolin, mica, clay, bentonite, talc, and alumina silicate, alumina, silicon oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and iron oxide. Metal compounds such as calcium carbonate, magnesium carbonate, dolomite, etc., sulfates such as calcium sulfate and barium sulfate, glass beads, ceramic beads, boron nitride, silicon carbide, calcium phosphate, silica, graphite, carbon black, metals Powder. Among them, preferred are silica, calcium carbonate, and metal powder, and particularly preferred is calcium carbonate.
[0015]
The inorganic filler (B) is pre-treated with a silane-based coupling agent or a titanate-based coupling agent in order to improve the interfacial adhesion with the resin component (A) and maintain the mechanical strength of the resin composition. Is preferred.
[0016]
The fibrous filler (C) is added to maintain the mechanical strength of the optical component, for example, tensile strength, bending strength, impact strength, elastic modulus, and the like. Examples of such a fibrous filler (C) include glass fiber, carbon fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, ceramic fiber, asbestos fiber, gypsum fiber, metal fiber, potassium whisker, zinc oxide whisker, and calcium carbonate. Whiskers, wollastenite, asbestos and the like. Of these, glass fibers, carbon fibers and whisker-like fillers are preferred, and glass fibers are particularly preferred.
Like the inorganic filler (B), the fibrous filler (C) may be used after being surface-treated with a silane coupling agent, a titanate coupling agent, or the like.
[0017]
The resin composition may further contain, as additives, antioxidants such as hindered phenol, hydroquinone, and phosphite, heat stabilizers, and ultraviolet absorbers such as resorcinol, salicylate, benzotriazole, and benzophenone. In addition, various additives commonly used for synthetic resins such as an antistatic agent, a flame retardant, a nucleating agent, a release agent, a pigment (such as carbon black), a melt tension improver, and an adhesion improver are blended in appropriate amounts. Is also good.
[0018]
The blending amount of the resin component (A) in the whole resin composition is preferably 30 to 70% by volume, particularly preferably 40 to 60% by volume. If it is less than 30% by volume, molding may not be possible. On the other hand, if it exceeds 70% by volume, the optical axis shift may increase.
The blending amount of the inorganic filler (B) in the entire resin composition is preferably 0 to 70% by volume, particularly preferably 15 to 70% by volume. If it is less than 15% by volume, the optical axis shift may be large. On the other hand, if it exceeds 70% by volume, molding may not be possible.
The amount of the fibrous filler (C) occupied in the entire resin composition is preferably 0 to 25% by volume, particularly preferably 3 to 25% by volume. If it is less than 3% by volume, the strength may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 25% by volume, the deviation of the optical axis may increase.
[0019]
Examples of a method for preparing the thermoplastic resin composition include a method in which the above components are mixed at a predetermined mixing ratio in advance, the mixture is charged into a kneader, and kneaded at a melting temperature of the resin. Examples of the kneading machine include a single screw extruder, a twin screw extruder, a Banbury mixer, various kneaders, and the like. At this time, it is preferable to granulate (pelletize) for the subsequent optical component molding step from the viewpoint of handling properties.
Examples of the method for preparing the thermosetting resin composition include a method in which the above components, a curing agent, a reaction accelerator, and the like are kneaded in advance.
[0020]
The method for molding an optical component of the present invention is not particularly limited as long as the porosity and thermal conductivity of the obtained optical component satisfy the above requirements.
For example, when the resin component (A) is a thermoplastic resin composition, it can be produced by injection molding, extrusion molding, solvent molding, press molding, thermoforming, or the like. Among these molding methods, injection molding is preferable because of excellent productivity and dimensional accuracy of the molded product. In the case of a thermosetting resin composition, a method such as transfer molding can be used.
In addition, the components of the thermoplastic resin composition may be mixed and directly charged into a molding machine, or those previously melt-kneaded as described above may be charged.
[0021]
In order to make the thermal conductivity 0.45 W / mK or less, it is effective to form a void portion in the optical component when molding the resin composition. As such a method, preferably, there is a gas foaming treatment such as gas injection, chemical foaming or microcellular foaming. These foaming treatments can be appropriately changed according to the type of the resin component (A) that imparts heat resistance, rigidity, and other properties to the optical component. For example, when the resin component (A) is a polyarylene sulfide or the like that is a crystalline resin, chemical foaming is not suitable from the viewpoint of heat resistance, so that microcellular foaming is preferably performed. Regardless of the type of the resin component (A), microcellular foaming is the most preferred foaming method in that the decrease in mechanical strength is small (for fine foaming). In the case of foaming, foaming conditions are appropriately adjusted so that the porosity is 0.02 to 0.5. Accordingly, the optical component of the present invention is preferably a gas injection molded product such as a gas injection molded product, a chemical foamed molded product or a microcellular foamed molded product by the above molding method, and more preferably a microcellular foamed injection molded product. .
[0022]
Since the optical component of the present invention has a specific porosity and thermal conductivity as described above, the dimensional change due to environmental changes is small, especially in a high temperature environment, for example, at a high temperature of 110 ° C. Also, the deviation of the optical axis is very small. As specific examples of the optical component of the present invention, an optical component using a laser, for example, an optical pickup for CD, DVD or Blu-ray, a laser beam printer, an optical housing of a copier and a liquid crystal projector, an arm or a carriage of a hard disk drive, etc. In particular, there are an optical pickup for a high-speed DVD device, a high-speed color laser beam printer, and the like, and all or a part of devices requiring dimensional stability can be mentioned. In particular, the optical component of the present invention is useful as an optical pickup substrate.
[0023]
An optical pickup substrate as an optical component of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side sectional view schematically showing an optical pickup device on which a DVD optical pickup board is mounted.
In the optical pickup device 10, a semiconductor laser light source 1, a half mirror 2, an objective lens 3, and a light receiving unit 5 are held on an optical pickup board 6 mounted in a holding container 9. The laser light output from the semiconductor laser light source 1 is converged on the recording surface 8 of the optical disk 7 by the objective lens 3 via the half mirror 2 and the collimator lens 4, and the reflected light from the recording surface 8 Is incident on the light receiving section 5 via the objective lens 3, the collimator lens 4 and the half mirror 2, and an error signal such as a data signal and a focus error signal is obtained. There is a mechanism for adjusting the position of the objective lens 3 and the like in response to the error signal. The optical pickup substrate 6 can irradiate the entire surface of the recording surface 8 of the optical disk 7 with laser light while moving in association with the shaft in the holding container 9.
The optical pickup substrate 6 is exposed to a temperature environment of about −20 ° C. to about 80 ° C. However, since the three-dimensional thermal conductivity is small and the temperature of the optical pickup substrate 6 itself does not easily rise, the optical axis shift is reduced. Each member operates with less and accurate functions.
[0024]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
Cross-linked polyarylene sulfide (hereinafter referred to as PAS) (Tosoh B100, glass transition temperature: 90 ° C) having a melt viscosity of 100 poise at a resin temperature of 300 ° C and a shear rate of 1,000 sec ^-1 is 30% by volume, polyphenylene 20% by volume of ether (hereinafter, referred to as PPE) (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics, 100L, glass transition temperature: 230 ° C), 25% by volume of calcium carbonate (manufactured by Shiraishi Calcium, Whiten P30), and glass fiber (manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd., trade name) : JAFT591) 25% by volume was charged into a twin-screw extruder (TEM35B, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) and melt-kneaded at 320 ° C to produce pellets of a thermoplastic resin composition.
The pellets were put into an injection molding machine (manufactured by Nippon Steel Works, 50-ton injection molding machine for microcellular foaming), and an optical component was manufactured using a mold of a DVD optical pickup base. The expansion ratio was controlled by changing the supplementary pressure switching value.
[0025]
Example 2
An optical component was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the foam volume (porosity) during microcellular molding was set to 0.15.
[0026]
Example 3
An optical component was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the foam volume (porosity) during microcellular molding was set to 0.40.
[0027]
Example 4
An optical component was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the amount of PAS was set to 50% by volume and PPE was not used.
[0028]
Example 5
Example 1 was repeated except that PAS and PPE were not used, polycarbonate (manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., trade name: A1900) was used at 70% by volume, calcium carbonate was not used, and glass fiber was used at 30% by volume. An optical component was manufactured in the same manner.
[0029]
Comparative Example 1
An optical component was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the optical component was molded by ordinary injection molding.
[0030]
Comparative Example 2
An optical component was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the foam volume (porosity) during microcellular molding was set to 0.55.
Table 1 shows the molding conditions of the optical components manufactured in the above Examples and Comparative Examples. The resin temperature in Table 1 is the value of each part from below the hopper to the tip of the cylinder.
[0031]
[Table 1]

[0032]
[Evaluation of optical components]
1. Measurement of Optical Axis Displacement A laser diode (LD) and a half mirror are fixed to the optical component (DVD pickup unit) manufactured by the above Examples and Comparative Examples with a UV curing adhesive (Kyoritsu Chemical Industry, World Lock 8000 series). did.
This part was fixed to a jig, placed in an oven that could be controlled and held at a temperature of -40 to 80 ° C. or higher, and emitted a laser to measure the angle of reflected light from a half mirror with an autocollimator. At this time, zero point adjustment was performed at room temperature 23 ° C. to determine the origin. Next, the oven was heated to 80 ° C., and after holding for 10 minutes, the amount of laser deviation was measured at an angle (minute), and this value was defined as the amount of optical axis deviation.
Since the position of the half mirror shifts under the influence of linear expansion due to temperature, it is estimated that the optical axis shifts.
2. The optical component manufactured and evaluated by the actual machine was assembled in a 32 × -speed CD-RW drive, and writing was performed at 40 ° C., and judgment was made based on whether or not a reading error occurred in a use environment of −20 ° C. to 80 ° C. When no reading error occurred, it was evaluated as ○, and when there was, it was evaluated as ×.
In the measurement by the light emission method, it has been confirmed that when the optical axis deviation at 40 ° C. is 0.10 or less, it can be used in actual machine evaluation, and when it is more than that, it cannot be used.
3. From a part of the manufactured optical component, a test piece was cut in a three-dimensional direction (MD direction x, TD direction y, thickness direction z) and measured at 30 ° C. The shape of the test piece was 5 mm × 5 mm × 2 mm, and the measurement was performed by a disk heat flow meter method (based on ASTM E1530).
4. The porosity was determined by 1- (relative density).
5. In the molding process, the product was evaluated as ○ when a molded product that can be evaluated on an actual machine was obtained, and evaluated as × when a molded product that could not be evaluated on an actual machine was obtained.
Table 2 shows the evaluation results of the optical components. The values of the thermal conductivity in the table are common to all three-dimensional directions.
[0033]
[Table 2]

[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an optical component having a small dimensional change due to an environmental change.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a DVD optical pickup board according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser light source 2 Half mirror 3 Objective lens 4 Collimator lens 5 Light-receiving part 6 Optical pickup board (optical parts)
7 optical disk 8 optical disk recording surface 9 holding container 10 optical pickup device

Claims (8)

空隙率が０．０２〜０．５であり、３次元方向（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向）の熱伝導率が０．４５Ｗ／ｍＫ以下である光学部品。An optical component having a porosity of 0.02 to 0.5 and a thermal conductivity in a three-dimensional direction (X-axis, Y-axis, and Z-axis directions) of 0.45 W / mK or less. 前記光学部品が、以下の（Ａ）、（Ｂ）及び／又は（Ｃ）とを含む樹脂組成物からなる請求項１に記載の光学部品。
（Ａ）熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂
（Ｂ）無機充填剤
（Ｃ）繊維状フィラーThe optical component according to claim 1, wherein the optical component is made of a resin composition containing the following (A), (B), and / or (C).
(A) thermoplastic resin and / or thermosetting resin (B) inorganic filler (C) fibrous filler 前記熱可塑性樹脂が、ポリアリーレンスルフィド、ポリカーボネート、シンジオタクチックポリスチレン、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、液晶樹脂及びポリスチレンからなる群から選択される少なくとも１種である請求項２に記載の光学部品。The optical component according to claim 2, wherein the thermoplastic resin is at least one selected from the group consisting of polyarylene sulfide, polycarbonate, syndiotactic polystyrene, modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, liquid crystal resin, and polystyrene. 前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度が８０℃以上である請求項２又は３に記載の光学部品。The optical component according to claim 2, wherein a glass transition temperature of the thermoplastic resin is 80 ° C. or higher. 前記光学部品が、ガス発泡成形品である請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学部品。The optical component according to claim 1, wherein the optical component is a gas foam molded product. 前記ガス発泡成形品が、ガスインジェクション成形品、化学発泡成形品又はマイクロセルラー発泡成形品である請求項５項に記載の光学部品。The optical component according to claim 5, wherein the gas foam molded product is a gas injection molded product, a chemical foam molded product, or a microcellular foam molded product. 前記光学部品が、光ピックアップ、光学ハウジング、ハードディスクドライブアーム又はハードディスクドライブキャリッジの少なくとも一部である請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学部品。The optical component according to claim 1, wherein the optical component is at least a part of an optical pickup, an optical housing, a hard disk drive arm, or a hard disk drive carriage. 前記光学部品が、光ピックアップ基盤である請求項７に記載の光学部品。The optical component according to claim 7, wherein the optical component is an optical pickup substrate.

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