WO2003096102A1 - Dispositif de lecture de code a barres - Google Patents

Description

明 細 書

バー コ一 ド読取装置 技術分野

本発明は、 バー コ 一 ド記号へレーザ光を走査ミ ラーで走査 して照射し、 その反射光から表記される情報を読み取るバー コー ド読取装置に係 り 、 特にレーザ光を走査する レーザ光走 查部の改善に関する。

背景技術

一般に、 線幅が複数種類あるバーを間隔をあけて多数配列 して、 その配列パターンよ り種々 の情報を表すバー コ 一 ド記 号が知られている。 こ のバーコー ド記号は、 物品等に印刷さ れた り 、 印刷されたシールを物品に貼付されて利用されてい る。 こ のパーコー ド記号は、 走査される レーザ光が照射され て、 その反射光が光学的に読み取られて電気信号に変換して、 情報と して解読されている。

従来、 レーザ光を走査させる ものと しては、 ポ リ ゴンミ ラ 一 （多面鏡） をモータ によ り 回転させて走査させている構成 であったが、 モータ等の駆動系が必要であ り 消費電力も大き かった。 そのため、 一般的には据え置き型バーコー ド読取装 置に組み込まれてお り 、 読み取る際には、 物品に貼付された バー コ 一 ド記号をレーザ光が照射される領域まで持っていく 必要があった。 しかし、 実際に利用する場合には、 大型で重 量の重い物品に印刷される こ と もあ り 、 ハンディ タイプのバ ー コ ー ド読取装置も要求され、 小型のポリ ゴンミ ラーも開発 されてレ、る。 バーコー ド読取装置を携帯用に構成させる には、 手で掴め るグリ ップ部が必要であ り 、 小型軽量及ぴ低消費電力化を実 現しなければな らず、 特にコー ド レス等を検討した場合には、 レーザ光走査部の改善が大きな課題と なっていた。

そこで、 従来からのポリ ゴンミ ラーに替わって、 例えば、 特開 2 0 0 1 — 0 7 6 0 8 5号には、 走查ミ ラーを反復動作 させて、 レーザ光を走査させる レーザ光走査部が開示されて いる。 こ の レーザ光走査部は、 走査ミ ラーを回動可能に支持 して、 その走査ミ ラーにアーム部を用いて永久磁石が取り付 けられている。 その永久磁石の近傍にはコイルが配置され、 こ のコィノレの通電方向を反復させる こ と によ り 、 永久磁石に 対して引力 も し く は斥力を発生させる磁場を形成 して、 走査 ミ ラーを反復動作させている。 そ して、 こ の走査ミ ラーの反 復動作の範囲を制限 し、 本質的にその中心位置に戻すか、 反 復を助長する方向に付勢する リ ーフばね （弾性部材） が備え られている。

このよ う な構成によ り 、 レーザ光走査部の小型軽量化、 低 消費電力化が実現され、 牽いては、 パーコー ド読取装置の小 型軽量化及び連続使用時間の長時間化が実現されている。

実際にハンディ タイ プのバーコ一 ド読取装置を作業に用い た場合、 情報を読み取る物品が置かれている場所でバーコ一 ド記号を読み取る こ と になる。 例えば、 高温多湿な倉庫内や 冷凍食品が置かれた冷凍庫内での読み取り 作業も行う必要が ある。 つま り 、 バーコー ド読取装置は、 高温多湿から極低温 までの環境下でも正 しく使用できなければな らない。 し；^し、 特開 2 0 0 1 - 0 7 6 0 8 5号に開示されたバー コー ド読取装置の レーザ光走査部は、 走査ミ ラーの反復動作 範囲を制限し、 中心位置に戻すか、 反復を助長する方向に付 勢する リ ーフばねの弾性部材と して、 樹脂製弾性部材、 ラバ 一製弾性部材若しく はエ ラ ス トマ一製弾性部材のいずれかを 用いている こ と が開示されている。 特に樹脂製弾性部材の機 械的特性は、 温度依存性が高く 、 その機械的特性、 主には弾 性率の温度依存性によ り 、 低温下における駆動ェネルギ一の 増大や、 その増大に伴う走査角度の変化等が発生する場合が ある。 これは、 レーザ光走査部を固有振動数 f 0 で反復動作 させた場合、 こ の固有振動数 f 0 が温度依存性を持つこ と を 示唆している。 また固有振動数 f 0 で反復動作させる と、 ェ ネルギー消費が最小にでき、 主と して電池電源で駆動させて いるハンディ タイプのバーコ一 ド読取装置には有益である。 しかし、 一方で、 固有周波数 ί θ は、 レ ザー走査速度を支 配しているため、 あ らゆる温度環境で常に安定したバーコ一 ドの読み取り 性能を得るためには、 固有周波数の温度依存性 は低いこ とが望ま しい。 さ らに、 走査角度の変化は、 レーザ 走査角度の変化の原因とな り 、 牽いては、 バーコー ド読み取 り性能にまで影響する。

また、 ハンディ タイプのバーコー ド読取装置では、 操作者 が誤ってバーコ ^ ド装置を床に落下させる こ とがあるため、 落下衝撃に対する耐久性が要求されている。

また、 レーザ光走査部は、 走査 ミ ラー本体や支持部材にお いても要求される性能が異な り 、 異なった製造方法や特性を 持った複数の部位によ り構成されている。 このため、 接着な ど何らかの固定方法によ り 一体的組み立て られてお り 、 結合 部分の組立誤差は、 レーザ光の走査の安定性や光学的精度に 大き く影響している。 つま り 、 部品個々 の出来上が り精度だ けではな く 、 組み立て作業における均一性や熟練性が要求さ れている。

発明の開示

本発明の 目的は、 支持部材によ り 支持'されてレーザ光を走 查させる走査ミ ラーの反復動作の範囲を制限し、 且つ反復を 助長させる弾性部材に金属材料を用い、 製造過程において、 こ の金属製弾性部材と支持部材と を一体的にイ ンサー ト成形 する、 また異なる特性や性質を持つ支持部材と走査ミ ラーに 別材料を使用 し、 且つ一体的に射出成形する こ と によ り 、 組 立作業における精度の要求を低減しつつ、 高精度且つ、 固有 振動数 f 0 の温度依存性が少な く 、 落下衝撃に対する耐久性 が高い小型に構成されたレーザ光走査部を搭載するバーコ一 ド読取装置を提供する こ と である。

本発明は上記目的を達成するために、 レーザ光を走査して バーコ一 ド記号に照射し、 その反射光から該バーコ一 ド記号 に記載される情報を読み取るバーコ一 ド読取装置において、 周期的に回動して、 レーザ光を所定の方向に往復走査させる 走査ミ ラーと、 磁場を形成するための永久磁石と、 前記走査 ミ ラー及び前記永久磁石を支持する支持部材と、 前記支持部 材をバーコ一 ド読取装置本体に設け られた固定支持部材に対 して回動自在に係合する金属製弾性部材と、 前記永久磁石と の間に引力も し く は斥力を発生させる よ う に配置された駆動 コイルと 、 前記駆動コ イ ルに周期的なパルス電圧を印加する 駆動回路と で構成され、 前記永久磁石と前記駆動コ イ ルの間 に、 前記駆動回路からのパルス電圧に同期する引力若し く は 斥力を発生させて、 前記弾性部材の弾性力を利用 しつつ前記 走査ミ ラーを周期的に回動させる レーザ光走査部を搭載し、 周期的に回動 して、 レーザ光を所定の方向に往復走査させる 走査ミ ラーの上下端の回動中心に円柱状の ピンを設け、 走査 ミ ラーの回動を規制する こ とな く 、 回動可能である と と もに、 走查ミ ラーに衝撃が加わったと き には、 可動範囲を規制する ス ト ツパが設け られ、 回転中心軸方向には回転中心軸上で可 動範囲を規制 し、 更に、 回動方向範囲規制を金属製弾性部材 と同一面に配置するバーコ一 ド読取装置を提供する。

本発明のバーコ一 ド読取装置は、 搭載する レーザ光走査部 が可動する支持部材と装置本体に固定される固定支持部材と、 これらを連結する金属からなる弾性部材と が一体的にィ ンサ ー ト成形され、 さ らに支持部材と走査ミ ラーとがー体成形さ れて、 支持部材へ永久磁石が取り 付けられる。 こ の永久磁石 の近傍に駆動コ イ ルが設け られて、 引力も しく は斥力を発生 させて走查ミ ラーを周期的に一定の角度で回動させて、 走査 される レーザ光をバーコ一 ド記号に照射し情報が読み取られ る。 また、 走査ミ ラーの上下端の回動中心に設けられたピン によ り衝撃時には、 走査ミ ラーの上下の可動範囲と、 回動範 囲が規制される。

図面の簡単な説明 図 1 は、 本発明に係る第 1 の実施形態と してのバー コー ド 読取装置の概略的な構成を示す図である。

図 2 は、 レーザ光走査部を斜め上から見た構成を示す斜視 図である。

図 3 Aは、 レーザ光走査部を上方向から見た構成を示す上 面図、 図 3 B は、 駆動コイル側から見た構成を示す側面図で ある。

図 4 は、 本実施形態の金属製弾性部材の特性について説明 するための図である。

図 5 は、 本発明に係る第 2 の実施形態と してのバー コー ド 読取装置のス ト ツバ機構の外観構成を示す図である。

図 6 は、 ス ト ツパ機構が設け られたレーザ光走查部を斜め 上から見た構成を示す斜視図である。

図 7 Aは、 そのレーザ光走査部を上から見た構成を示す図、 図 7 Bは、 そのレーザ光走査部を側面から見た図、 図 7 Cは、 その レーザー光走査部を下から見た図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明による実施形態について詳細に説明する。

図 1 には、 本発明に係る第 1 の実施形態と してのバー コ 一 ド読取装置の概略的な構成を示す。

このバー コー ド読取装置 1 は、 レーザ光を出射する光源と なる レ ザ光発光部 2 と、 この レーザ光発光部 2 から出射さ れたレーザ光を走査して、 目標のバー コ 一 ド記号 3 に向けて 走查レ ザ光と して照射する レーザ光走査部 4 と 、 前記バー コー ド記号 3 で反射された反射光を取り 込み、 その強度に基 づく 検出信号を生成する受光部 5 と、 この受光部 5 が検出 し た信号を処理してバーコ一 ド情報を生成するデコー ド部 6や、 レーザ光発光部 2やレーザ光走査部 4 の駆動制御を行う駆動 制御部 7 と で構成され、 また、 図示 しない外部のコ ンビユー タ等の処理装置と接続するための外部端子 8 を有している。 受光部 5 及びデコー ド部 6及ぴ駆動制御部 7等の回路素子は 回路基板 9 に実装されている。 これらの う ち、 レーザ光発光 部 2 、 受光部 5 、 デコー ド部 6 、 駆動制御部 7及び外部端子 8 は周知の部位であ り 、 こ こでの詳細な説明は省略する。

次に、 第 1 の実施形態のレーザ光走査部 4 の具体的な構成 について説明する。 図 2 は、 レーザ光走査部 4 を斜め上から 見た構成を示す斜視図、 図 3 Aは、 レーザ光走査部 4 を上方 向から見た構成を示す上面図、 図 3 B は、 駆動コイル側から 見た構成を示す側面図である。

この レーザ光走查部 4 は、 周期的に振れ角 （レーザ光走查 角） α で回動され、 レーザ光発光部 2 から出射されたレーザ 光を所定の方向 （バーコー ドの読み取り 方向） に反射して照 射する走査ミ ラー 1 1 と、 走査ミ ラー ： L 1 の裏面 （非ミ ラー 面） 側の端部に一端が連結する支持部材 1 2 と、 支持部材 1 2 の他端部に支持部材 1 3 によ り 設け られた円柱形状の永久 磁石 1 4 と、 装置本体 1 5 に固定された固定支持部材 1 6 と、 この固定支持部材 1 6 と支持部材 1 2 と を連結させる後述す る金属製弾性部材 1 7 と、 永久磁石 1 4 と の間に引力も しく は斥力を発生させる よ う に配置された駆動コイル 1 8 と で構 成される。 この永久磁石 1 4 は、 円柱形状の長手方向に着磁しており 、 その着磁方向が、 前記金属製弾性部材 1 7 の長手方向の中点 を中心と した円 （矢印） にほぼ接する よ う に配置されている。 駆動コイル 1 8 は、 この永久磁石 1 4 の着磁方向 と ほぼ平行 な方向に引力を発生する よ う に、 その内芯の中心軸が永久磁 石 1 4の着磁方向と ほぼ平行と なる よ う に配置されて装置本 体側に固定されている。 尚、 本実施形態では、 永久磁石 1 4 が支持部材 1 2 に取 り 付け られ、 駆動コイル 1 8 が装置本体 側に固定されている構成であるが、 これと は逆に、 駆動コィ ル 1 8 が支持部材 1 2 に取り 付け られ、 永久磁石 1 4 が装置 本体側に固定されている構成であっても よい。

そ して、 金属製弾性部材 1 7 は金属材料による平板形状を 成し、 支持部材 1 2 によ り 装置本体に対して回動自在で、 走 査ミ ラーの ミ ラー面と ほぼ直交する よ う に取り付けられる。 永久磁石 1 4 と駆動コイル 1 8 と の間で生じた引力によ り 、 弾性部材にたわみ振動が発生し、 そのたわみ変形 ]3 の長手方 向の中点をおおよその中心と して、 走査ミ ラー 1 1 が周期的 な振れ角 α で回動される。

こ の金属製弾性部材 1 7 は、 走査ミ ラー 1 1 、 支持部材 1 2， 1 3 、 永久磁石 1 4 を含む可動側の部材が取 り付けられ た状態で、 一次曲げ振動モー ドが 5 0 Η ζ で発生する よ う に、 その板厚 · 幅が最適化設計されている。

次に、 図 3 Α , 3 Β を参照し、 レーザ光走查部 4 の製造方 法について説明する。 まず、 支持部材 1 2、 1 3 、 固定支持 部材 1 6 の射出成形用金型を作製する。 図 3 Αに示すよ う に、 金属製弾性部材 1 7 によ り 支持部材 1 2 の一端と 固定支持部 材 1 6 の一端と が連結でき る よ う に作製する。 つま り 、 金属 製弾性部材 1 7 を金型にイ ンサー ト した状態で、 ポリ カーボ ネー ト等の樹脂を注入 して射出成形する と、 金属製弾性部材 1 7 を挟んで、 支持部材 1 2 と 固定支持部材 1 6 とが一体的 に成形される。 これによ り 、 後の組立工程で金属製弾性部材 1 7 を支持部材 1 2及び固定支持部材 1 6 へ接着によ り連結 する工程が無く なる。 また、 この樹脂成形によ り 一体的にな るため、 金属製弾性部材 1 7が支持部材 1 2及ぴ固定支持部 材 1 6 へ極めて安定的に融着される。 これらを一次成形品と する。

さ らに支持部材 1 2 の他端へ走査ミ ラー本体が融着する よ う に、 一次成形品と再びイ ンサー ト して、 走査ミ ラー本体を 形成しつつ、 一次成形品と一体化させるための 2 回目のイ ン サー ト成形を行 う。 この 2 回目 の成形には、 光学部品用ダレ ー ドの樹脂材料を採用 し、 走査ミ ラー本体を形成 している。 そ して、 走査ミ ラー本体の反射面と なる面にアルミ ニウム等 の高反射率を持つ反射材料を蒸着ゃスパッタ リ ング等によ り ミ ラーを形成する。

一般に、 光学部品用グ レー ドの樹脂材料は、 機械的性質、 特に強度や接着性、 価格な どの点においては、 その他のェン ジニア リ ングプラスチック と比較して劣る場合が多いが、 こ のよ う に成形を 2回に分ける こ と で、 構造部材には機械的特 性が優れつつも安価な樹脂材料を、 光学部品形成には光学部 品用グレー ドの材料を と適材適所に使い分けて、 それぞれに 好適する特性を持つ材料によ り 、 一体成形する こ とが実現で き る。

そ して、 支持部材 1 3 に永久磁石 1 4 を取り 付ける。 この 取り 付けにおいては、 接着剤を用いても よい し、 支持部材 1 3 に突起部を形成しておき、 また永久磁石 1 4 に凹部を形成 して、 互いに嵌め込むよ う な組み付け方法を用いても よい。 この よ う に一体成形されたレーザ光走査部 4 の固定支持部 材 1 6 を図 3 に示すよ う に装置本体 1 5 に組み付けて固定す る。 さ らに、 装置本体 1 5 の所定の位置に、 レーザ光発光部 2、 受光部 5及ぴ駆動コイル 1 8 等を組み付けて固定する。 図 4 を参照 して、 前述した金属製弹性部材 1 7 の板厚 · 幅 における最適化について説明する。 こ こでは、 金属製弾性部 材 1 7 は、 有効長さ 2 . 6 mm、 幅 2 . 8 mm の板形状と して いる。 また、 金属製弾性部材 1 7 の可動側に走查ミ ラー 1 1、 支持部材 1 2， 1 3 、 永久磁石 1 4 を取り 付けている とい う 前提において、 金属製弾性部材 1 7 に 5 0 H z の周波数で且 つ優秀な耐久性を持たせる。

図 4 において、 金属製弾性部材の材料と して、 ばね用ベリ リ ゥム銅若しく はばね用ステン レスを使用 して、 5 0 H z の 周波数を得るための最適な板厚と、 レーザ光走査角 α を 6 0 度の条件で回動させた際に、 金属製弾性部材に加わるス ト レ スを算出する。 この算出結果から 5 Ο Η ζ の周波数を得るの に、 ほぼ同 じ 0 . 0 3 mm 前後の板厚が適 している こ と が分 かる。 さ らに、 こ の板厚 0 . 0 3 mm と した条件において、 ばね用ベリ リ ウム銅のス ト レスは、 ばね用ステンレス と比べ て、 ス ト レス力 S 3 0 %ほど低いこ と も読み取れる。 このよ う な金属製弾性部材 1 7 を用いたレーザ光走査部 4 において、 駆動制御部 7 から駆動コイル 1 8 へ 5 0 H z のパ ルス電圧を印加する こ と によ り 、 駆動コイル 1 8 は、 永久磁 石 1 4 の着磁方向にほぼ平行な方向でパルス電圧に同期 した 周期的な力を永久磁石 1 4 へ与える。

こ の力は、 金属製弾性部材 1 7 が可動側の部材と と もに 5 0 H z の一次曲げ振動モー ドで共振現象を続けるための励振 トルク と して走査ミ ラー 1 1 を回動する よ う に作用する。 走 查ミ ラーは前記中点を中心と した一定の振れ角 α で連続的に 反復する よ う に回動される。 また、 支持部材 1 2、 1 3 は、 材料と してポ リ カーボネー ト を採用 し、 強度的に優れた構造 部材で形成している。 また走査ミ ラー本体は、 光学部品用グ レー ドの樹脂材料によ り形成されている。

こ の よ う に、 金属製弾性部材 1 7 は、 前述したよ う に金属 材料を採用する こ とで、 温度による機械的変化を極めて少な く する こ とが可能と なっている。 特に、 ばね用ベリ リ ウム銅 を採用 した場合には、 一般的な鉄系金属材料を用いた場合の よ う に、 磁気駆動回路に相互に影響を与える こ と がな く 、 ま た大きな角度で長時間動作する必要のあるバーコ一 ドスキヤ ナの レ ザ走査部に必要と される優れた耐久性を実現する。

尚、 金属製弾性部材は、 非磁性材料が好ま しく 、 ばね用べ リ リ ウム銅、 一部の非磁性のばね用ス テ ン レス の他にも、 ば ね用燐青銅及ぴばね用チタ ン等々が利用でき る。 また、 本実 施形態では、 単一な金属 （一種類の金属） によ り 金属製弾性 部材を形成 しているが、 これに限定されず、 合金によ り形成 しても よい し、 複数の金属を薄板状に して、 積層させて板状 に形成したも のでも よい。 また、 本実施形態では、 金属製弹 性部材を矩形 （長方形） の板形状に形成したが、 辺に曲線を 持たせたタル型形状でも、 中央が く ぴれた形状であっても よ い。 その他、 板形状内に 1 つ若し く は複数の孔が開口 された 形状や、 中央と端部と の厚さが異なる形状、 筋状又はゼィ ゴ 形状の凸部を設けても よい。

次に第 2 の実施形態に係るにおけるパーコー ド読取装置に ついて説明する。 図 5 、 図 6 、 及ぴ図 7 A , B , Cには、 第 2 の実施形態におけるス ト ッパ機構を有する レーザ光走査部 の構成例を示す。

前述した第 1 の実施形態のバーコ一ド読取装置における レ 一ザ光走査部の走査ミ ラーは、 金属製弹性部材 1 7 によ り支 持されているため、 外部から衝撃が加わる と揺れによ る レー ザ走査が乱れた り 、 場合によっては金属製弾性部材 1 7 に変 形を生じさせる虞がある。

本実施形態は、 ス ト ッパ機構を設けて衝撃によ る揺れや損 傷を防止する。 こ のス ト ッ パ機構は、 走査ミ ラー 2 1 の上下 端の回動の中点 （図 3 Aに示す中点） 位置に円柱形状のピン 3 1 a、 3 2 a (第 1 の規制部位） をそれぞれ設けて、 走査 ミ ラー 2 1 の回動を制限する こ と なく 、 走査ミ ラー 2 1 に発 生する上下の揺れを防止する。 これと共にピン 3 l b (第 2 の規制部位） を設けて、 走査ミ ラー 2 1 に衝撃が加わった際 に、 可動範囲を規制する。 具体的には、 図 5 に示すよ う に、 走査ミ ラー 2 1 の下方に は、 回動の中心に位置する よ う に円柱形状のピン 3 1 a が設 けられ、 また、 金属製弾性部材 1 7 が取り 付け られている支 持部材 2 2 の下方に円柱形状のピン 3 1 b が設け られている。 装置本体 （ハウジング） 2 5 には、 扇形状の溝 （又は孔） か らなる可動範囲規制部 2 5 b が設け られている。 この可動範 囲規制部 2 5 b である扇形状の溝は、 かなめ側に孔 2 5 a が 開口 され、 ピン 3 l a の回動を制限する こ と なく 嵌合され、 ピン 3 1 b は、 扇形の縁に沿って移動可能に装着されている。 また、 走査ミ ラー 2 1 の上方には、 回動の中心に円柱状の ピン 3 2 a が設けられている。 走査ミ ラー 2 1 の上方に配置 される回路基板 2 9 には、 前述 したと 同様な可動範囲規制部 と なる孔 2 9 a が開 口 されて、 ピン 3 2 a が嵌合される。 こ の回路基板 2 9 は、 ネジ 3 3 によ り装置本体 2 5 に固定され る。

これらの孔 2 5 a 、 2 9 a にそれぞれピン 3 1 a 、 3 2 a が嵌合し、 走查ミ ラー 2 1 の回動の中心と ピン 3 1 a 、 3 2 a の回動の中心と一致して同軸上になっている。

また、 図 6 に示すよ う に、 支持部材 2 3 の上端には溝 2 2 a が形成され、 規制部 3 2 には、 この溝 2 2 a と嵌合する溝 3 2 b を有する U字部 3 2 c 力 S設けられてレヽる。 溝 2 2 a と 溝 3 2 b とが嵌合されて固着されて、 規制部 3 2 は支持部材 2 2 に取り 付け られている。

このよ う に、 走査ミ ラー 2 1 の磁石 2 4 を含む可動部の重 心を走査ミ ラー 2 1 の回動の中心と ほぼ一致させる。 この回 PC翻漏 97

14 動の中心軸上で上下の可動規制を行う。 また、 回動の中心に 対して法線方向の回動規制は、 回動中心の軸上と ほぼ一致さ せた位置で、 その中心の軸と直交する方向で規制 し、 さ らに、 回動方向の回動規制は金属製弾性部材 1 7 と 同一面上に設け て ヽる。

以上のよ う な構成によ り 、 通常バー コー ド読み取り 時には、 走査ミ ラー 2 1 の回動を規制する こ と な く 、 衝撃が加わった 異常な回動時には、 走査ミ ラー 2 1 の回動範囲を規制する。 上下の揺れに対する規制は、 支持部材 2 2 の上下端に設けら れたピ ン 3 1 a 、 3 2 a と、 装置側に固定される部材等に形 成されている孔 2 5 a 、 2 9 a によ り 行われ、 横方向の揺れ に対しては、 ピ ン 3 1 b が可動範囲規制部 2 5 の扇形の縁に 沿った移動する こ とで回動が規制される。

従って、 ス ト ッパ機構は、 外部から走査ミ ラー 2 1 に衝撃 が加わった際に、 回転中心軸方向の衝撃は、 回転中心軸上で 可動範囲を規制 し、 回動方向の衝撃は金属製弹性部材 1 7 と 同一面上で可動範囲を規制する こ と によ り 、 金属製弾性部材 1 7 に異常な力が加わらないよ う に して、 変形等を防止でき、 座屈をも防止する こ とができる。

表 1

こ の表 1 によれば、 樹脂部材の剛性は、 周辺雰囲気温度が 低温側ほど高く な り 、 固有振動数 f 0 の数値が高く なる。 こ れに対して、 ベリ リ ウム銅は、 固有振動数 f 0 の温度依存性 が極めて低いと い う 特徴がある。

表 2

こ の表 2 においては、 6方向からの衝撃を加えたと きの各 部材の変形状態を走査ミ ラーの走査方向の位置 （角度） 変化 を 2 ° 以下を良好とする判断基準で測定したものである。 こ れによれば、 樹脂部材は、 ス ト ッパ機構を下方に設けるだけ で利用でき るが、 ばね用ベリ リ ウム銅は、 上下にス ト ッパ機 構を設ける こ と によ り 同様な衝撃に耐える こ とができ る。

従って、 樹脂部材による ミ ラー走査は、 気温が低い外部で、 電池電源で駆動するバーコ一 ド読取装置に搭載して使用する こ と を想定した場合、 電池が電圧降下し、 固有振動数 f 0 が 高く なる （剛性が高く なる） こ と が相乗効果と な り 、 バーコ 一 ド読取装置の使用時間が短く なって しま う とい う 問題が発 生する。 これに対して、 ベリ リ ウム銅を用いた場合は、 固有 振動数 f 0 の温度依存性が極めて低いため、 電池のエネルギ 一消費が低く な り 、 気温低下によ る電池の電圧降下をカバー する こ と ができ、 樹脂部材を使用 したこ と に比べて、 バーコ 一ド読取装置の使用時間が短く な らないとい う効果が得られ る。

以上説明 した実施形態から以下のよ う な効果を得る こ とが でき る。

1 . 弾性部材は、 金属材試料を用いる こ と によ り 、 機械的 特性の温度依存性が極めて低く な り 、 幅広い使用環境温度に おいて安定した周波数特性、 信号応答性を有する レーザ光走 查部を得る こ と ができ る。

2 . 金属製弾性部材は、 特にばね用ベリ リ ウム銅を用いた 場合には、 高い耐久性を持ち、 且つ磁気駆動回路と相互に影 響しない。

3 . 金属製弾性部材と支持部材と を一体的に作り 出すこ と によ り 、 接着 （締結） 部分が無く な り 、 組立誤差と い う 不安 定要因が排除され、 且つ組立作業コス トが低く なる。

4 . 走查ミ ラーも一体的に成形する こ と で、 各部品の位置 精度が成形金型によって決まる為、 高い精度を得る こ とがで き る。 組立によ るばらつきがない為、 高い品質を得る こ と力 s でき る。 組立コス ト を削減でき る。 締結手段が不要の為、 小 型化が可能になる。

5 . ミ ラーと支持部材の同時成形では、 ミ ラーの光学的平 面度等の特性が得られない場合、 支持部材に金属製弾性部材 をィ ンサー ト成形する一次成形、 さ らにこの一次成形部品を ィ ンサー ト して走査ミ ラーまで一体化させる二次成形と 2 回 の成形に分けて行う こ と で、 光学的性能が優れた ミ ラーを得 る こ とが出来る。 また、 組立誤差が無く なるため、 高い品質 を得る こ と ができる上、 組立コス ト を削減する こ とができ る。 締結手段が不要の為、 小型化が可能になる。

6 . 前記 5項の場合、 一次成形には構造部材に適した樹脂 材料を、 二次成形には光学部品に適した樹脂材料をとそれぞ れ異なった材料を選択する こ とが可能となる。 また各部品の 位置精度が成形金型によって決ま るため、 部品間にバラツキ が無く 一定で高い精度を得る こ と ができる。

7 . 走査ミ ラーを支持する支持部材の上下端にス ト ッパ機 構を設ける こ と によ り 、 高い耐衝撃性を有する こ とができ る。

以上詳述 したよ う に本発明によれば、 支持部材によ り 支持 されてレーザ光を走査させる走査ミ ラーの反復動作の範囲を 制限し、 且つ反復を助長させる弾性部材に金属材料を用い、 製造過程において、 こ の金属製弹性部材と支持部材と は一体 的にイ ンサー ト成形される。 また異なる特性や性質を持つ支 持部材と走查ミ ラー と は一体的に射出成形する こ と によ り 、 組立作業における精度の要求を低減しつつ、 高精度に構成さ れ、 且つ固有振動数 f 0 の温度依存性が少なく 、 落下衝撃に 対する耐久性が高い小型のレーザ光走査部を搭載するバーコ 一 ド読取装置を提供する こ とができ る。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . レーザ光を走査 してバーコー ド記号に照射し、 その反 射光から該バーコ一 ド記号に記載される情報を読み取るバー コー ド読取装置において、

周期的に回動 して、 レーザ光を所定の方向に往復走査させ る走查ミ ラーと、

磁場を形成するため の永久磁石と、

前記走査ミ ラー及び前記永久磁石を支持する支持部材と、 前記支持部材をバーコ一 ド読取装置本体に設け られた固定 支持部材に対して回動自在に係合する弾性部材と 、

前記永久磁石との間に引力も し く は斥力を発生させる よ う に配置された駆動コイルと、

前記駆動コ イ ルに周期的なパルス電圧を印加する駆動回路 と、

で構成され、 前記永久磁石と前記駆動コ イ ルの間に、 前記駆 動回路からのパルス電圧に同期する引力若しく は斥力を発生 させて、 前記弾性部材の弹性力を利用 しつつ前記走査ミ ラー を周期的に回動させる レーザ光走査部を搭載し、

前記弾性部材に金属製弾性部材を用いるバーコ一 ド読取装 置。

2 . 前記支持部材が樹脂射出成形によ り 形成され、 且つ、 前記金属製弾性部材が、 こ の成形時に前記支持部材にィ ンサ 一 ト成形されている請求項 1 に記載のバーコ一 ド読取装置。

3 . 前記走査ミ ラーが樹脂射出成形によ り 形成され、 且つ こ の成形時に前記支持部材と前記金属製弾性部材とが一体的 になるよ う にイ ンサー ト成形されている請求項 2 に記載のパ ー コ ー ド読取装置。

4 . 前記支持部材と前記走査ミ ラーの射出成形を 2度の樹 脂射出成形に分けた請求項 3 に記載のバー コ ー ド読取装置。

5 . 前記支持部材部の樹脂材料と前記走査ミ ラーの樹脂材 料が異なる材料からなる請求項 4 に記載のバー コー ド読取装 置。

6 . レーザ光を走査してバーコー ド記号に照射し、 その反 射光から該バーコ一ド記号に記載される情報を読み取るパー コー ド読取装置において、

周期的に回動 して、 レーザ光を所定の方向に往復走査させ る走査ミ ラーと、

磁場を形成するための永久磁石と、

前記走査ミ ラー及び前記永久磁石を支持する支持部材と、 前記支持部材をバー コ 一 ド読取装置本体に設け られた固定 支持部材に対して回動自在に係合する弾性部材と、

前記永久磁石と の間に引力も しく は斥力を発生させる よ う に配置された駆動コイルと、

前記駆動コ イ ルに周期的なパルス電圧を印加する駆動回路 と、

で構成され、 前記永久磁石と前記駆動コ イ ルの間に、 前記駆 動回路からのパルス電圧に同期する引力若しく は斥力を発生 させて、 前記弾性部材の弾性力を利用 しつつ前記走査ミ ラー を周期的に回動させる レーザ光走査部を搭載し、

前記弾性部材にばね用ベリ リ ゥム銅、 非磁性を有するばね 用ステンレス、 ばね用燐青鲖若しく はばね用チタ ンのいずれ かを用いるバーコ一 ド読取装置。

7 . レーザ光を走査 してバーコー ド記号に照射し、 その反 射光から該バーコ一 ド記号に記載される情報を読み取るバー コー ド読取装置において、

周期的に回動 して、 レーザ光を所定の方向に往復走査させ る走査ミ ラーと 、

磁場を形成するため の永久磁石と、

前記走査ミ ラー及び前記永久磁石を支持する支持部材と、 前記支持部材をバーコ一 ド読取装置本体に設け られた固定 支持部材に対して回動自在に係合する金属製弾性部材と、

前記永久磁石との間に引力も しく は斥力を発生させる よ う に配置された駆動コイルと 、 前記駆動コイルに周期的なパル ス電圧を印加する駆動回路と、

前記永久磁石と前記駆動コイ ルの間に、 前記駆動回路から のパルス電圧に同期する引力若しく は斥力を発生させて、 前 記弾性部材の弾性力を利用 しつつ前記走査ミ ラーを周期的に 回動させる レーザ光走査部と、

前記支持部材の上下端に設け られ、 前記走査ミ ラーによる 回動の中心の位置で回動可能に支持される第 1 の規制部位と、 前記支持部材の下端に設けられ、 前記支持部材の回動範囲を 規制する第 2 の規制部位とからなるス ト ツパ機構と、

で構成されるバーコ一 ド読取装置。