(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャンミラーを保持するとともに、揺動軸を中心に揺動自在に支持された揺動部材と、
前記揺動部材に装着されるとともに、前記揺動軸と略直交する方向にマグネット磁界を形成する第１のマグネットと、
前記第１のマグネットが形成する前記マグネット磁界との磁気的な吸引・反発作用により前記揺動部材を揺動させる揺動駆動部と、
前記第１のマグネットとの間で互いに異なる磁極間に磁気吸引力を作用させるとともに、当該磁気吸引力の大きさを可変する第１の方向と当該磁気吸引力のバランスを可変する第２の方向とにそれぞれ位置変動可能に設けられた第２のマグネットと
を備えることを特徴とするバーコード読み取り装置。
【請求項２】
前記第２のマグネットは、前記揺動駆動部を介して前記第１のマグネットと対向する状態に配置されるとともに、前記第１のマグネットに対して接離する方向と前記第１のマグネットの磁界中心軸方向とにそれぞれ位置変動可能に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のバーコード読み取り装置。
【請求項３】
前記第２のマグネットは、前記揺動駆動部を介して前記第１のマグネットと対向する状態に配置されるとともに、前記第１のマグネットに対して接離する方向と当該第２のマグネットの着磁極性の境界部を中心とした回転方向とにそれぞれ位置変動可能に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のバーコード読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーコードを光学的に読み取るバーコード読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は一般的なバーコード読み取り装置の構成を示す模式図である。図示したバーコード読み取り装置では、発光素子１００からの光を発光用レンズ１０１で絞り、この光をスキャンユニット２００のスキャンミラー２０１で反射し、バーコード３００に照射する。このとき、バーコード３００の全域に亘って光を照射（スキャン）するため、スキャンミラー２０１を揺動させる。
【０００３】
スキャンミラー２０１を揺動させる駆動手段としては、スキャンミラー２０１の長手方向のほぼ中間部に揺動軸（回動軸）２０４を設けることにより、この揺動軸２０４を中心にスキャンミラー２０１を揺動自在に支持するとともに、揺動軸２０４からミラー長手方向にずれた位置でスキャンミラー２０１にマグネット（永久磁石）２０２を取り付けて当該マグネット２０２の一端側を駆動コイル２０３内に嵌挿したものとなっている。
【０００４】
この揺動駆動手段においては、駆動コイル２０３に通電する（例えば一定周期で正負の電流を流す）ことにより、駆動コイル２０３の軸芯方向に磁界を発生させるとともに、その磁界極性（磁界の向き）を電流の正負によって周期的に反転させる。これにより、駆動コイル２０３に対してマグネット２０２が磁気的な吸引・反発作用を繰り返すため、これに連動してスキャンミラー２０１が揺動軸２０４を中心に揺動することになる。
【０００５】
一方、バーコード３００面に照射された光は、乱反射しながらもバーコード３００の白黒による光量変化をもって再びスキャンミラー２０１に戻り、そこで反射された光は受光用レンズ４０１により集光される。受光用レンズ４０１で集光された光は受光素子４００により受光される。この受光素子４００では受光した光量の変化を電気的に変換して出力する。なお、読み取り精度向上のため、受光素子４００の前面にはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４０２を設けて発光光周波数以外の不要な光（自然光など）の採光を防止している。また、発光素子１００と受光素子４００とは、図示のように平面的に配置される以外にも、３次元的に配置される場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のバーコード読み取り装置では、スキャンユニット２００におけるスキャンミラー２０１の揺動軸２０４部分に板ばねやシリコーンなどの弾性部材を付加することにより、揺動軸２０４を中心に揺動する揺動機構（スキャンミラー２０１を含む）の共振周波数を決めている。
【０００７】
しかしながら、バーコード読み取り装置を製造する際には、構成部品の寸法および重さのばらつきが生じ、この影響で装置の組み立て完了時に揺動機構の共振周波数もばらついてしまう恐れがある。そのため、所望の共振周波数が得られない場合があった。また、スキャンミラー２０１と揺動軸２０４との相対位置やマグネット２０２の取り付け位置などのばらつきにより、駆動コイル２０３に通電していないときのスキャンミラー２０１の静止姿勢（ミラー揺動時の中立点）がばらついてしまう不都合もあった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバーコード読み取り装置は、スキャンミラーを保持するとともに、揺動軸を中心に揺動自在に支持された揺動部材と、この揺動部材に装着されるとともに、揺動軸と略直交する方向にマグネット磁界を形成する第１のマグネットと、この第１のマグネットが形成するマグネット磁界との磁気的な吸引・反発作用により揺動部材を揺動させる揺動駆動部と、第１のマグネットとの間で互いに異なる磁極間に磁気吸引力を作用させるとともに、当該磁気吸引力の大きさを可変する第１の方向と当該磁気吸引力のバランスを可変する第２の方向とにそれぞれ位置変動可能に設けられた第２のマグネットとを備えた構成となっている。
【０００９】
上記構成のバーコード読み取り装置においては、第２のマグネットを第１の方向に位置変動させて第１のマグネットとの間に作用する磁気吸引力の大きさを変えることにより、スキャンミラー及び揺動部材を含む揺動機構の共振周波数が変化する。また、第２のマグネットを第２の方向に位置変動させて第１のマグネットの間に作用する磁気吸引力のバランスを変えることにより、揺動駆動部を非駆動状態としたときのスキャンミラーの静止姿勢が変化する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係るバーコード読み取り装置に適用されるスキャンユニットの構成を示す斜視図である。また、図２は図１のスキャンユニットをＪ矢視方向から見たときの一部破断面を含む側面図であり、図３は図１のスキャンユニットをＫ矢視方向から見たときの正面図である。
【００１２】
図示したスキャンユニット１１は、大きくは、揺動部材１２と、第１のマグネット１３と、駆動コイル１４と、スキャンミラー１５と、第２のマグネット１７を備えて構成されている。揺動部材１２は側面視略三角形（直角三角形）に形成されたもので、この揺動部材１２に平らな板状のスキャンミラー１５が一体に保持されている。スキャンミラー１５は、揺動部材１２の傾斜面１２Ａ（図２参照）に例えば接着剤を用いて固定状態に取り付けられている。このスキャンミラー１５は、図示しない発光素子から出射された光（レーザ光等）をバーコードに向けて反射する反射面１５Ａを有し、この反射面１５Ａの向き（傾き角度）を揺動部材１２の揺動動作によって変化させることにより、当該反射面１５Ａで反射させた光をバーコードの配列方向にスキャン（走査）するものである。
【００１３】
揺動部材１２の両側には、当該揺動部材１２の外側に同軸上に突出する状態で揺動軸１６が設けられている。揺動部材１２は、その両側の揺動軸１６をハウジング１８の軸受け部（不図示）で支持することにより、当該揺動軸１６を中心に揺動自在に支持されるものである。ハウジング１８は、スキャンユニット１１を収納するケースとなるもので、例えば樹脂の一体成形によって形成される。揺動軸１６は、例えば揺動部材１２を樹脂で一体成形するにあたって当該揺動部材１２に一体に形成してもよいし、揺動部材１２に圧入等によって組み込んでもよい。部品点数を削減するうえでは前者の方が好ましい。
【００１４】
さらに、揺動部材１２の下面（上記傾斜面１２Ａと鋭角をなす面）には、第１のマグネット１３が例えば接着剤を用いて装着（固定）されている。第１のマグネット１３は、強磁性体を着磁して得られる永久磁石であり、断面四角形の棒状に形成されている。また、第１のマグネット１３は、その長手方向（軸方向）の中間部を着磁極性の境界部として、一方端をＮ極、他方端をＳ極としたマグネット構成になっている。揺動部材１２の底面に第１のマグネット１３を装着するにあたって、第１のマグネット１３の取り付け方向は揺動軸１６と略直交する方向に設定され、これにしたがって第１のマグネット１３が形成するマグネット磁界の方向も揺動軸１６と略直交する方向に設定されている。また、第１のマグネット１３の着磁極性の境界部は、揺動軸１６の中心（軸芯）を通り且つ第１のマグネット１３が装着される面と略直角をなす仮想線上（揺動軸１６の中心から揺動部材１２の底面に垂直に下ろした仮想線上）に位置するように配置されている。
【００１５】
一方、駆動コイル１４は、本発明における揺動駆動部に相当するもので、第１のマグネット１３との間に隙間を介して当該第１のマグネット１３と対向する状態に配置されている。この駆動コイル１４は、コイル線材を一方向に巻線して形成されるもので、上記隙間部分で第１のマグネット１３が形成するマグネット磁界との磁気的な吸引・反発作用により揺動部材１２を揺動させる機能（揺動駆動機能）を果たす。駆動コイル１４に正負（交流）の電流を流すと、その電流の向きに応じた駆動磁界がコイル巻線中心を通るように発生する。この駆動磁界の方向は、第１のマグネット１３によるマグネット磁界の方向（図２の左右方向）に対してこれと略直交する方向（図２の上下方向）に、また揺動軸１６の中心軸方向（図３の左右方向）に対してもこれと略直交する方向（図３の上下方向）に設定されている。
【００１６】
第２のマグネット１７は、上記第１のマグネット１３と同様に強磁性体を着磁して得られる永久磁石であり、断面四角形の棒状に形成されている。この第２のマグネット１７は、駆動コイル１４を介して第１のマグネット１３と対向する状態に配置されている。また、第２のマグネット１７の取り付け方向は、上記第１のマグネット１３と同様に揺動軸１６と略直交する方向に設定され、これにしたがって第２のマグネット１７が形成するマグネット磁界の方向も揺動軸１６と略直交する方向に設定されている。また、第２のマグネット１４の着磁極性の境界部は、初期の設定状態において、上記第１のマグネット１３と同様に、揺動軸１６の中心（軸芯）を通り且つ第１のマグネット１３が装着される面と略直角をなす仮想線上（揺動軸１６の中心から揺動部材１２の底面に垂直に下ろした仮想線上）に位置するように配置されている。ただし、第２のマグネット１７の磁極（Ｎ極、Ｓ極）は、第１のマグネット１３の磁極（Ｎ極、Ｓ極）に対して逆向きに配置されている。これにより、第１のマグネット１３と第２のマグネット１７との対向部分では互いに異なる磁極間に磁気吸引力が作用する構成となっている。
【００１７】
また、第２のマグネット１７は、ハウジング１８に一体に形成された一対のガイド部１９に挟持されている。一対のガイド部１９は、駆動コイル１４の空芯部を通して外側に突出し、その突出部分で第２のマグネット１７を両側から挟み込む状態で支持している。この支持状態において、第２のマグネット１７は、第１のマグネット１３に対して接離する方向（図２、図３の上下方向）と第１のマグネット１３の磁界中心軸方向（図２の左右方向）とにそれぞれ位置変動可能となっている。この第２のマグネット１７の位置変動は、当該第２のマグネット１７を支持する一対のガイド部材１９によって案内される。また、各方向への位置変動に際しては、図示しない位置調整治具等を用いて第２のマグネット１７の位置が調整（微調整）される。
【００１８】
続いて、上記構成からなるスキャンユニット１１の動作について説明する。先ず、揺動部材１２に取り付けられたスキャンミラー１５の静止姿勢は、第１のマグネット１３と第２のマグネット１７間に作用する磁気吸引力によって保持される。この状態から駆動コイル１４に一定周期で正負の電流を流すと、その電流の向きに応じた駆動磁界が駆動コイル１４の中心軸方向に発生する。このとき、図２において駆動コイル１４が上向きの駆動磁界を発生した場合は、この駆動磁界によって第１のマグネット１３のＮ極に磁気反発力が、同Ｓ極に磁気吸引力がそれぞれ作用する。この磁気的な吸引・反発作用により、揺動部材１２には、揺動軸１６を中心に回転させようとするモーメントＺが発生する。また、駆動コイル１４に流れる電流の正負の反転によって駆動磁界の向きが反転すると、先程と反対方向に揺動部材１２を回転させようとするモーメントが発生する。これにより揺動部材１２は、当該揺動部材１２に保持されたスキャンミラー１５とともに、駆動コイル１４に流れる電流（交流）の周波数に応じて揺動する。
【００１９】
このように動作するスキャンユニット１１において、駆動コイル１４に通電していない状態（非駆動状態）で、第２のマグネット１７を図２の上下方向（第１の方向に相当）に位置変動させると、これに応じて第１のマグネット１３と第２のマグネット１７との間の距離Ｌが変化する。そのため、第１，第２のマグネット１３，１７間に作用する磁気吸引力の大きさも変化する。すなわち、第２のマグネット１７を図２の上方向に位置変動させると、第１，第２のマグネット１３，１７間の距離Ｌが短くなるため、それに応じて第１，第２のマグネット１３，１７間に作用する磁気吸引力が大きくなる。また、第２のマグネット１７を図２の下方向に位置変動させると、第１，第２のマグネット１３，１７間の距離Ｌが長くなるため、それに応じて第１，第２のマグネット１３，１７間に作用する磁気吸引力が小さくなる。
【００２０】
このように第１，第２のマグネット１３，１７間に作用する磁気吸引力は、駆動コイル１４への通電によって揺動部材１２を揺動させたときに、当該揺動部材１２に対してバネのように弾性的に作用する。そのため、第２のマグネット１７を図２の上下方向に位置変動させて第１，第２のマグネット１３，１７間に作用する磁気吸引力の大きさを変えることにより、スキャンミラー１５や揺動部材１２を含む揺動機構の共振周波数を変化させることができる。その結果、装置製造工程の中で揺動機構の共振周波数を任意に調整することが可能となる。
【００２１】
また、駆動コイル１４に通電していない状態（非駆動状態）で、第２のマグネット１７を図２の左右方向（第２の方向に相当）に位置変動させると、これに応じて第１のマグネット１３と第２のマグネット１７の磁極位置が相対的に変化する。そのため、第１，第２のマグネット１３，１７間に作用する磁気吸引力のバランスも変化する。すなわち、第２のマグネット１７を図２の右方向に位置変動させると、第１のマグネット１３の磁極位置に対して第２のマグネット１７の磁極位置が相対的に右方向に移動するため、これに伴う磁気吸引力のバランスの変化により揺動部材１２が時計回り方向に揺動する。また、第２のマグネット１７を図２の左方向に位置変動させると、第１のマグネット１３の磁極位置に対して第２のマグネット１７の磁極位置が相対的に左方向に移動するため、これに伴う磁気吸引力のバランスの変化により揺動部材１２が反時計回り方向に揺動する。
【００２２】
このように第１，第２のマグネット１３，１７間に作用する磁気吸引力は、駆動コイル１４に通電しない状態でスキャンミラー１５の静止姿勢（傾き角度）を保持する保持力となって作用する。そのため、第２のマグネット１７を図２の左右方向に移動変動させて第１，第２のマグネット１３，１７間に作用する磁気吸引力のバランスを変えることにより、スキャンミラー１５の静止姿勢を変化させることができる。したがって、装置製造工程の中でスキャンミラー１５の静止姿勢を任意に調整することが可能となる。
【００２３】
ちなみに、第２のマグネット１７の位置変動による揺動機構の共振周波数調整及びスキャンミラー１５の静止姿勢調整が完了した段階では、第２のマグネット１７が接着剤等を用いて一対のガイド部１９に固定される。
【００２４】
以上のことから、本実施形態に係るバーコード読み取り装置においては、例えば構成部品の寸法や重さなどのばらつきにより、所望の共振周波数が得られない場合であっても、組み立て工程の最終段階で第２のマグネット１７を第１の方向（図２の上下方向）に適宜位置変動させることにより、所望の共振周波数を得ることができる。そのため、取り扱いが非常に容易なものとなる。特に、ミラー揺動のための磁気回路を効率良く動作させるうえでは、揺動する部材がもつ共振周波数と駆動周波数とを一致させることが好ましいとされているため、この好ましい条件に適合するように揺動機構の共振周波数を調整することにより、磁気回路を効率良く動作させることができる。これにより、共振周波数の最適化が図られるため、磁気回路の動作効率を高めて消費電力を低減することができる。また、同様の構成部品を用いてスキャンユニット１１を組み立てた場合でも、第２のマグネット１７の位置変動により、異なる共振周波数を得ることも可能となる。
【００２５】
さらに、スキャンミラー１５と揺動軸１６との相対位置や第１のマグネット１３の取り付け位置などにばらつきがあっても、組み立て工程の最終段階で第２のマグネット１７を第２の方向（図２の左右方向）に適宜位置変動させることにより、駆動コイル１４の非駆動状態でスキャンミラー１５を所望の姿勢に静止させ、かつその静止姿勢から揺動部材１２の揺動を開始させることができる。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、第２のマグネット１７を第１のマグネット１３の磁界中心軸方向に位置変動させることでスキャンミラー１５の静止姿勢を調整し得るものとしたが、本発明はこれに限らず、第２のマグネット１７を自身の着磁極性の境界部を中心に回転可能に支持し、その着磁極性の境界部を中心とした回転方向に第２のマグネット１７を位置変動可能とした場合でも、当該回転方向に第２のマグネット１７を位置変動させることで第１，第２のマグネット１３，１７間に作用する磁気吸引力のバランスを変化させ、これによって上記同様にスキャンミラー１５の静止姿勢を調整することが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第２のマグネットを第１の方向に位置変動させて第１のマグネットとの間に作用する磁気吸引力の大きさを変えることにより、スキャンミラー及び揺動部材を含む揺動機構の共振周波数を変化させることができる。また、第２のマグネットを第２の方向に位置変動させて第１のマグネットの間に作用する磁気吸引力のバランスを変えることにより、揺動駆動部を非駆動状態としたときのスキャンミラーの静止姿勢を変化させることができる。これにより、揺動機構の共振周波数とスキャンミラーの静止姿勢を任意に調整することが可能となる。その結果、製造上のばらつき（部品の寸法、重量、取り付け位置などのばらつき）があっても、揺動機構の共振周波数とスキャンミラーの静止姿勢を最適条件に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るバーコード読み取り装置に適用されるスキャンユニットの構成を示す斜視図である。
【図２】図１のスキャンユニットをＪ矢視方向から見たときの一部破断面を含む側面図である。
【図３】図１のスキャンユニットをＫ方向から見たときの正面図である。
【図４】一般的なバーコード読み取り装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１１…スキャンユニット、１２…揺動部材、１３…第１のマグネット、１４…駆動コイル、１５…スキャンミラー、１６…揺動軸、１７…第２のマグネット、１８…ハウジング、１９…ガイド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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