(57)【要約】【課題】  消費電力をより低減することが可能となる振動型アクチュエータの駆動装置を提供する。【解決手段】  駆動電圧印加手段は、バーコードスキャナのミラーを揺動させるアクチュエータを駆動する際に、固定子側に配置される駆動コイルに発生する誘起電圧が最大となる時点からゼロレベルに達するまでの間に駆動電圧の印加を行う。そして、駆動電圧の印加時間を誘起電圧の最大値に基づいて決定する。【選択図】  図１
2005111376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも駆動磁石と駆動コイルとを備え、前記駆動磁石側の可動子を振動させるように構成されるアクチュエータを駆動するもので、前記アクチュエータの固有振動数と略等しい周波数で駆動電圧を前記駆動コイルに印加すると共に、前記可動子の移動量に応じて前記駆動電圧の印加時間を変化させる駆動電圧印加手段を備えてなる駆動装置において、
前記駆動電圧印加手段は、前記駆動コイルに発生する誘起電圧が最大となる時点からその電圧変化範囲における中点電位に達するまでの間に駆動電圧の印加を行うことを特徴とする振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項２】
駆動電圧印加手段は、駆動電圧の印加時間を、誘起電圧の最大値に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項３】
少なくとも駆動磁石と駆動コイルとを備え、前記駆動磁石側の可動子を振動させるように構成されるアクチュエータを駆動するもので、前記アクチュエータの固有振動数と略等しい周波数で駆動電圧を前記駆動コイルに印加すると共に、前記可動子の移動量に応じて前記駆動電圧の振幅を変化させる駆動電圧印加手段を備えてなる駆動装置において、
前記駆動電圧印加手段は、前記駆動コイルに発生する誘起電圧が最大となる時点からその電圧変化範囲における中点電位に達するまでの間に駆動電圧の印加を行うことを特徴とする振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項４】
駆動電圧印加手段は、駆動電圧の振幅を、誘起電圧の最大値に基づいて決定することを特徴とする請求項３記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項５】
駆動電圧印加手段は、誘起電圧の最大値を検出する電圧最大値検出手段を備え、前記最大値の検出タイミングを基準として駆動電圧の印加タイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項６】
電圧最大値検出手段は、誘起電圧の最大振幅レベルを保持するピークホールド回路を用いて構成されていることを特徴とする請求項５記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項７】
電圧最大値検出手段は、誘起電圧の最大振幅レベルがピークホールド回路によって保持された後、駆動コイルが断電された場合に発生する逆起電力が誘起電圧波形に印加されることで更新される最大振幅レベルを無視するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項８】
電圧最大値検出手段は、誘起電圧を微分する微分回路と、この微分回路の出力信号レベルがゼロレベルの近傍になったことを検出するコンパレータとで構成されていることを特徴とする請求項５記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項９】
駆動電圧印加手段は、可動子の振動動作における往路又は復路の何れか一方において駆動電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項１０】
駆動電圧印加手段は、駆動コイルに直列に接続されるスイッチング素子を有して構成されることを特徴とする請求項９記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項１１】
駆動電圧印加手段は、可動子の振動動作における往路又は復路の双方において駆動電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項１２】
駆動電圧印加手段は、４つのスイッチング素子からなるシングルブリッジ回路を有し、駆動コイルに駆動電圧を交流印加するように構成されていることを特徴とする請求項１１記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項１３】
可動子が停止している状態から、起動用の駆動電圧を印加する起動用電圧印加手段を備え、
前記起動用駆動電圧の印加時間は、駆動電圧印加手段によって印加される駆動電圧の印加時間よりも短く設定されていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項１４】
振動型アクチュエータと、
請求項１乃至１３の何れかに記載の振動型アクチュエータの駆動装置とを有し、
前記アクチュエータの可動子には、光信号を反射してバーコードを走査させるためのミラーが取付けられていることを特徴とするバーコードスキャナ。
【請求項１５】
振動型アクチュエータの可動子は、一端にミラーが取付けられると共に他端に駆動磁石が取付けられてこれらを支持する支持部材と、この支持部材を前記両端の中間部分で回動可能に支持する回動軸とを備えて構成され、
振動型アクチュエータの固定子は、前記回動軸の軸方向に対して垂直となる方向に配置される鉄心と、この鉄心に巻回される駆動コイルとで構成されていることを特徴とする請求項１４記載のバーコードスキャナ。
【請求項１６】
振動型アクチュエータの可動子は、
ミラーの背面側に配置され、固定部に両端が固定支持される回動軸と、
前記ミラーが取付けられるミラー支持部と、そのミラー支持部の一端側から前記背面側に伸びる延伸部と、前記回動軸を超えた位置で前記延伸部の先端から回動軸側に屈曲し、その先端に駆動磁石が取付けられる磁石支持部とを有してなる支持部材と、
前記ミラー支持部と前記回動軸とを弾性的に結合する第１板ばねと、
前記回動軸と前記磁石支持部とを弾性的に結合する第２板ばねとを有して構成され、
振動型アクチュエータの固定子は、
前記駆動磁石に対向して配置され、前記駆動磁石の長手方向に対して垂直となる方向に巻回される駆動コイルで構成されていることを特徴とする請求項１４記載のバーコードスキャナ。
【請求項１７】
少なくとも駆動磁石と駆動コイルとを備え、前記駆動磁石側の可動子を振動させるように構成されるアクチュエータを駆動する際に、前記アクチュエータの固有振動数と略等しい周波数で駆動電圧を前記駆動コイルに印加すると共に、前記可動子の移動量に応じて前記駆動電圧の印加時間を変化させ、
前記駆動コイルに発生する誘起電圧が最大となる時点に駆動電圧の印加を開始することを特徴とする振動型アクチュエータの駆動方法。
【請求項１８】
駆動電圧の印加時間を、誘起電圧の最大値に基づいて決定することを特徴とする請求項１７記載の振動型アクチュエータの駆動方法。
【請求項１９】
少なくとも駆動磁石と駆動コイルとを備え、前記駆動磁石側の可動子を振動させるように構成されるアクチュエータを駆動する際に、前記アクチュエータの固有振動数と略等しい周波数で駆動電圧を前記駆動コイルに印加すると共に、前記可動子の移動量に応じて前記駆動電圧の振幅を変化させ、
前記駆動コイルに発生する誘起電圧が最大となる時点に駆動電圧の印加を開始することを特徴とする振動型アクチュエータの駆動方法。
【請求項２０】
駆動電圧の振幅を、誘起電圧の最大値に基づいて決定することを特徴とする請求項１９記載の振動型アクチュエータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動子を振動させるように駆動する構成の振動型アクチュエータについて、その駆動制御を行う駆動装置及び駆動方法、並びに振動型アクチュエータと前記駆動装置とを有して構成されるバーコードスキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、バーコードスキャナにおいては、照射したレーザ光を反射させるミラーの角度を変化させてバーコードを走査させるようになっており、そのミラーを振動させるためにアクチュエータが使用されている。従来、振動型のアクチュエータを同期式で駆動する場合は、振動子の移動位置及び角速度をセンサにより検出し、その検出出力に基づいて駆動を行っていた。
【０００３】
ところが、センサを用いるとコストが増大すると共に、センサをアクチュエータに取付けた後に改めて回路調整を行う必要があるなどの問題が生じる。上記の問題を解決するため、特許文献１には、駆動コイルに発生する誘起電圧のゼロクロスタイミングを検出して駆動電圧を印加するタイミングを決定し、誘起電圧のピークタイミングを検出して駆動電圧の印加停止タイミングを決定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２０７９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、図１９には、特許文献１における「図２」を示す。この図１９に示すように、誘起電圧のゼロクロスタイミングにおける時点でのアクチュエータの可動子の角速度は「０」となっている（（ｂ），（ｄ）参照）。従って、可動子を動かすために大きな駆動力が必要となってしまう。また、上記タイミングでは、（ａ）に示すようにミラーの回動角が最大となっており、可動子側に配置される駆動磁石と固定側に配置される駆動コイルとの距離が最も離れている時に駆動電圧を印加することになる。従って、その際にアクチュエータに発生する駆動力は小さい。
【０００５】
以上のことから、特許文献１に開示されている技術には、総じて消費電力が大きくなってしまうという問題がある。そして、アクチュエータを例えば携帯型のバーコードスキャナ等に適用する場合にスキャナを電池駆動すると、使用可能時間が短くなってしまうことが避けられない。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、消費電力をより低減することが可能となる振動型アクチュエータの駆動装置及び振動型アクチュエータの駆動方法、並びに振動型アクチュエータと前記駆動装置とを有して構成されるバーコードスキャナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の振動型アクチュエータの駆動装置は、少なくとも駆動磁石と駆動コイルとを備え、前記駆動磁石側の可動子を振動させるように構成されるアクチュエータを駆動するもので、前記アクチュエータの固有振動数と略等しい周波数で駆動電圧を前記駆動コイルに印加すると共に、前記可動子の移動量に応じて前記駆動電圧の印加時間を変化させる駆動電圧印加手段を備えてなるものにおいて、
前記駆動電圧印加手段は、前記駆動コイルに発生する誘起電圧が最大となる時点からその電圧変化範囲における中点電位に達するまでの間に駆動電圧の印加を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３記載の振動型アクチュエータの駆動装置は、少なくとも駆動磁石と駆動コイルとを備え、前記駆動磁石側の可動子を振動させるように構成されるアクチュエータを駆動するもので、前記アクチュエータの固有振動数と略等しい周波数で駆動電圧を前記駆動コイルに印加すると共に、前記可動子の移動量に応じて前記駆動電圧の振幅を変化させる駆動電圧印加手段を備えてなるものにおいて、
前記駆動電圧印加手段は、前記駆動コイルに発生する誘起電圧が最大となる時点からその電圧変化範囲における中点電位に達するまでの間に駆動電圧の印加を行うことを特徴とする。
【０００８】
斯様に構成すれば、アクチュエータの可動子が変位している状態で駆動電圧が印加されるので、必要な駆動力が小さくなる。加えて、駆動磁石と駆動コイルとの距離がより短くなるタイミングで駆動電圧が印加されるので、アクチュエータに発生する駆動力は大きくなる。
【０００９】
また、請求項１４記載のバーコードスキャナは、振動型アクチュエータと、請求項１乃至１３の何れかに記載の振動型アクチュエータの駆動装置とを有し、前記アクチュエータの可動子に、光信号を反射してバーコードを走査させるためのミラーが取付けられていることを特徴とする。
即ち、ミラーを振動させるためのアクチュエータを駆動するのに本発明の駆動装置を適用することで、バーコードスキャナの消費電力が低減されるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、振動型アクチュエータの駆動装置の消費電力を従来よりも低減することができる。そして、本発明をバーコードスキャナに適用することで、動作用電源に電池を用いる構成を採用した場合でも、その使用可能時間をより長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施例）
以下、本発明をバーコードスキャナに適用した場合の第１実施例について図１乃至図７を参照して説明する。図６は、一般的なバーコードスキャナの光学系を概略的に示すものである。バーコードスキャナ１は、発光ユニット２より出力したレーザ光をアクチュエータユニット３によって揺動されるミラー４に反射させ、バーコード５（が印刷されたラベル）に照射することで走査を行う。そして、バーコード５の表面で反射したレーザ光は、ミラー４を介して集光ミラー６で反射され、受光ユニット７により受光されるようになっている。
【００１２】
図７には、振動型アクチュエータ８の概略的な構造を斜視図で示す。アクチュエータ８の可動子９は、ミラー支持部材１０と、回動軸１１と、駆動磁石１２とで構成されている。ミラー支持部材１０は水平方向の断面形状がＴ字を成しており、そのＴ字の上端面にミラー４が取付けられ、Ｔ字の下端面に駆動磁石１２が取付けられている。そして、ミラー支持部材１０の中央部、即ち、ミラー４と駆動磁石１２との間には、回動軸１１が貫通固定されている。回動軸１１は、具体的には図示しないが、その上端，下端がアクチュエータ８の固定部側に回動可能に支持されている。従って、ミラー４は、ミラー支持部材１０と共に、回動軸１１を中心としてその軸方向に対して垂直となる方向において揺動されるようになっている。
【００１３】
一方、アクチュエータ８の固定子１３は、駆動磁石１２に対向してミラー４が揺動する方向に伸びる鉄心１４と、その鉄心１４に巻回される駆動コイル１５とで構成されている。そして、駆動コイル１５に通電が行われていない状態では、可動子９の駆動磁石１２が固定子１３の鉄心１４の端部に引き寄せられることで、初期位置が最大変位位置に定まるようになっている。例えば、鉄心１４の配置方向とミラー４とが平行となる位置関係を０度とすると、ミラー４は例えば±１５度の範囲で揺動するように変位する。即ち、上記構成のアクチュエータ８における可動子９に取付けられたミラー４は、回動共振型の振動ミラーとなっている。従って、可動子９が一旦加速されると、機械的な共振周波数で自由振動が発生する。
【００１４】
図３は、アクチュエータ８を駆動するための制御系の構成を示す機能ブロック図である。非反転増幅回路２０には、駆動コイル１５の端子電圧が入力信号として与えられており、非反転増幅回路２０の出力信号は、コイル励磁時マスク回路２１に入力されている。このマスク回路２１は、前記出力信号を、後述するコイル励磁信号生成回路２７より出力される信号のタイミングでマスク（信号を消去）する作用をなす。
マスク回路２１の出力信号は、ピークホールド回路（最大値検出手段）２２によってピークホールドされると、乗算回路２３によって所定の係数が乗じられる。そして、乗算回路２３の出力信号はコンパレータ２４に与えられ、マスク回路２１の出力信号とレベル比較が行なわれる。コンパレータ２４における比較結果はコイル励磁時間決定回路２５に与えられる。
【００１５】
また、ピークホールドリセット信号生成回路２６は、非反転増幅回路２０の出力信号と、内部に設定されている所定の基準電圧Ｖref1とに基づいてリセット信号を生成し、ピークホールド回路２２と共に決定回路２５にも出力する。決定回路２５には、更に、ピークホールド回路２２の出力信号が与えられている。決定回路２５はＣＲ回路を内蔵しており、そのＣＲ回路は内部に設定されている所定の基準電圧Ｖref2で充電されると所定のタイミングで放電が開始される。そして、その放電電圧がピークホールドレベルに比例した電圧まで降下する時間によりコイル励磁時間が決定される。
【００１６】
決定回路２５の出力信号は、前記ＣＲ回路の放電時間を既定する信号と、上記のコイル励磁時間に相当する信号とであり、それらはコイル励磁信号生成回路２７に与えられる。生成回路２７は、与えられた信号に基づいてコイル励磁信号を生成し、コイル励磁回路２８に出力する。また、コイル励磁回路２８には、起動時コイル励磁信号生成回路（起動用電圧印加手段）２９からの出力信号も与えられている。
【００１７】
生成回路２９は、アクチュエータ８の可動子９が停止している初期状態から、最初に可動子９を起動するための駆動電圧信号（起動電圧信号）を出力するもので、ワンショットマルチバイブレータで構成されている。尚、起動電圧信号のパルス幅は、その後の通常動作時に印加される駆動電圧のパルス幅よりも狭く（即ち、電圧印加時間が短く）なるように設定されている。
【００１８】
図４は、周知であるピークホールド回路２２の具体構成を示すものである。ピークホールド回路２２は、入力バッファ３０の出力電圧がダイオード３１を介してコンデンサ３２を充電し、その充電電圧レベルが出力バッファ３３を介して出力される構成である。また、コンデンサ３２の両端には、充電電圧を放電（リセット）するための放電スイッチ３４が接続されている。
【００１９】
図５は、コイル励磁回路２８の構成を示すものである。コイル励磁回路２８は、駆動電源３５の正側端子にコレクタが接続され、エミッタが駆動コイル１５の一端に接続されるトランジスタ（スイッチング素子）３６を備えている。そして、駆動コイル１５の他端は、駆動電源３５の負側端子（グランド）に接続されている。即ち、図３に示す構成から駆動コイル１５及び起動時コイル励磁信号生成回路２９を除いたものが、駆動電圧印加手段３７を構成している。
【００２０】
次に、本実施例の作用について図１及び図２をも参照して説明する。図２は、図３に示す制御系の各部における信号波形を示すタイミングチャートである。図２（ａ）は、駆動コイル１５の端子電圧波形であり、トランジスタ３６を介して印加される矩形状の駆動電圧波形に、駆動コイル１５に発生する誘起電圧（逆起電圧）波形が重畳されたものとして観測される。以下、説明の簡単のため、図２の各分図に示されている信号を、同じ分図符号で示すことにする。
信号（ａ）は、非反転増幅回路２０により極性が正の期間に増幅されて図２（ｂ）の波形が出力され、マスク回路２１では、信号（ｂ）と後述する信号（ｋ）とのアナログ乗算が行われ、信号（ｂ）において駆動電圧波形が重畳されている期間の信号レベルが「０」となった図２（ｃ）の波形が出力される。そして、ピークホールド回路２２では、信号（ｃ）についてピークホールド処理が成され、図２（ｄ）の波形が出力される。
【００２１】
乗算回路２３では、図２（ｄ）の波形に「１」未満の係数を乗じることで僅かに振幅レベルが低下した図２（ｅ）の波形が出力される。続くコンパレータ２４では、信号（ｃ）（図２（ｅ）に重ねて示している）と信号（ｅ）との比較が行われ、信号（ｅ）のレベルが高い期間にハイレベルとなる図２（ｆ）の波形が出力される。
一方、ピークホールドリセット信号生成回路２６は、信号（ｂ）と「０」レベル近傍の基準電圧Ｖref1（図２（ｂ）に破線で示す）とをコンパレートし、後者のレベルが前者のレベルを上回る場合にハイレベル（リセット）となる図２（ｇ）の波形を、ピークホールドリセット信号として出力する。
【００２２】
コイル励磁時間決定回路２５は、内部において信号（ｆ）と信号（ｇ）の反転とのＮＡＮＤをとることで図２（ｈ）の波形を生成する。また、決定回路２５は、信号（ｇ）におけるピークホールドレベルに応じて基準電圧Ｖrefxを設定する。そして、前述したように、基準電圧Ｖref2でコンデンサを充電した状態のＣＲ回路を、信号（ｈ）がロウレベルを示す期間に放電させる。この時、放電電圧波形（ｉ）のレベルが基準電圧Ｖrefxを下回る期間にハイレベルとなる信号（ｊ）を生成し、信号（ｈ）と共にコイル励磁信号生成回路２７に出力する。
【００２３】
生成回路２７は、内部で信号（ｈ）と信号（ｊ）とのＯＲをとることで図２（ｋ）の波形を生成出力する。そして、コイル励磁回路２８は、信号（ｋ）の反転信号をトランジスタ３６のベースに出力することで、駆動コイル１５に駆動電圧を印加する。
図１には、以上のように駆動制御を行った結果、ミラー４の変位位置（ａ）と、駆動コイル１５の誘起電圧（ｂ）と、駆動電圧（ｃ）との関係を示す。図１（ｂ）に示す「設定電圧」とは、乗算回路２３における乗数（係数）に応じて定まる電圧であり、図２（ｅ）に示す信号波形の最大振幅レベルに対応し、図１（ｃ）に示す駆動電圧の印加開始タイミングを規定する。例えば、乗算回路２３において乗じられる係数が０．７であれば、誘起電圧波形がピークより７０％低下した時点で駆動電圧の印加が開始される。従って、誘起電圧のピークが変動しても、駆動電圧の印加開始タイミングは一定となる。
【００２４】
また、駆動電圧の印加時間は、図２（ｉ）に示す基準電圧Ｖrefxで規定される。即ち、基準電圧Ｖrefxは、誘起電圧のピーク変動に伴って変化するため、ピークが高くなれば信号（ｊ）のパルス幅が広がるので信号（ｋ）のパルス幅が狭まり、駆動電圧の印加時間は短くなる。逆に、誘起電圧のピークが低くなれば、上記と逆の作用で駆動電圧の印加時間は長くなる。
【００２５】
その結果、駆動電圧は、図１（ｃ）に示すように、誘起電圧が最大を示す時点から、誘起電圧の電圧変化範囲(Peak to Peak)の中点電位であるゼロレベルに低下する間において印加されるようになる。そして、駆動電圧が印加される期間は、図１（ａ）に示すように、ミラー４がアクチュエータ８の可動子９と共に変位している期間となっている。加えて、当該期間は比較的変位量が小さく、固定子１３側の駆動コイル１５と可動子９側の駆動磁石１２との距離が比較的近い状態にある。
【００２６】
また、駆動電圧は、駆動コイル１５に発生する誘起電圧が正極性を示す期間に印加されるが、その印加によって加速された可動子９は最大変位位置（初期位置，図１（ａ）に矢印で示す）に達する。それから、可動子９は自由振動によって逆方向に加速され、駆動コイル１５には逆極性の誘起電圧が発生する。従って、誘起電圧のピークタイミングを検出することで、上記のシーケンスで駆動電圧を印加する動作を繰り返せば、アクチュエータ８の共振周波数に同期するように制御が行われる。
【００２７】
以上のように本実施例によれば、駆動電圧印加手段３７は、バーコードスキャナ１のミラー４を揺動させるアクチュエータ８を駆動する際に、固定子１３側に配置される駆動コイル１５に発生する誘起電圧が最大となる時点からゼロレベルに達するまでの間に駆動電圧の印加を行うようにした。
従って、可動子９が変位している期間に駆動電圧が印加されるので、可動子９を加速するのに必要な駆動力が小さくなる。加えて、駆動磁石１２と駆動コイル１５との距離が従来よりも短くなるタイミングで駆動電圧が印加されるので、アクチュエータ８に発生する駆動力は大きくなる。そして、これらの作用により、駆動装置の消費電力を従来よりも低減できるようになり、バーコードスキャナ１に適用した場合は、動作用電源に電池を用いる構成を採用した場合でも、その使用可能時間をより長くすることができる。
【００２８】
また、駆動電圧印加手段３７は、駆動電圧の印加時間を誘起電圧の最大値に基づいて決定するので、誘起電圧のレベルが変動する場合でも、可動子９の変位状態が略一定となるように制御することができる。そして、ピークホールド回路２２によって誘起電圧の最大振幅レベルを保持し、その最大値の検出タイミングを基準として駆動電圧の印加タイミングを決定するようにしたので、簡単な構成によって本願発明の駆動方式を実現することができる。
【００２９】
更に、駆動電圧印加手段３７は、誘起電圧が正極性を示す期間だけ、即ち、可動子９の振動動作における往路又は復路の何れか一方で駆動電圧を印加するので、励磁回路２８を、駆動コイル１５にトランジスタ３６を直列に接続した簡単な構成にできる。従って、部品点数を削減して励磁回路２８を小型に構成でき、また、駆動装置の消費電力も抑制されるようになる。そして、起動時コイル励磁信号生成回路２９は、可動子９が停止している状態から、起動用の駆動電圧を印加し、その印加時間を、駆動電圧印加手段３７によって印加される駆動電圧の印加時間よりも短く設定した。即ち、起動用の印加電圧は、可動子９を最初に変位させることが目的であるから、そのために要する消費電力を低減することができる。
【００３０】
加えて、アクチュエータ８の可動子９を、一端にミラー４が取付けられると共に他端に駆動磁石１５が取付けられてこれらを支持するミラー支持部材１０と、このミラー支持部材１０を前記両端の中間部分で回動可能に支持する回動軸１１とを備えて構成し、固定子１３を、回動軸１１の軸方向に対して垂直となる方向に鉄心１４を配置し、この鉄心１４に巻回される駆動コイル１５とで構成した。従って、アクチュエータ８の構成を簡単にすることができる。
【００３１】
（第２実施例）
図８は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第２実施例では、アクチュエータ８に代えて、異なる構成のアクチュエータ４１を用いたものである。即ち、図８に示すように、アクチュエータ４１の可動子４２においては、ミラー４の背面側に回動軸４３があり、その回動軸４３は、図示しない固定部に両端が固定支持されている。
【００３２】
また、支持部材４４は、ミラー４が取付けられるミラー支持部４４ａと、そのミラー支持部４４ａの一端側から背面側に伸びる延伸部４４ｂと、回動軸４３を超えた位置で延伸部４４ｂの先端から回動軸４３側に屈曲し、その先端に棒状の駆動磁石４５が取付けられる磁石支持部４４ｃとを有している。
そして、ミラー支持部と４４ａ回動軸４３とは板ばね４６（第１板ばね）によって弾性的に結合されており、回動軸４３と磁石支持部４４ｃとはやはり板ばね４７（第２板ばね）によって弾性的に結合されている。これらの板ばね４６及び４７は、一直線上に配置されている。
【００３３】
一方、アクチュエータ４１の固定子４８は、駆動磁石４５の先端側に対向するように配置される駆動コイル４９で構成されている。駆動コイル４９の巻回方向は、駆動磁石４５の長手方向に対して垂直となる方向となっている。この場合、アクチュエータ４１における可動子４２の初期位置は、板ばね４６及び４７が有する付勢力によって決定されている。その他のバーコードスキャナとしての構成や制御系などの構成は、第１実施例と同様である。
【００３４】
次に、第２実施例の作用について説明する。図８に示す初期位置から、駆動コイル４９に駆動電圧が印加され通電が行われると、その通電方向に応じて発生する磁界の作用により、可動子４３は、回動軸４３を中心として支持部材４４の後端側に配置されている駆動磁石４５が図８中で時計回り方向若しくはその逆方向側に変位する。そして、駆動電圧の印加が停止すると、板ばね４６及び４７の付勢力によって可動子４３は、初期位置に戻り、駆動コイル４９に発生する逆方向の誘起電圧によって逆方向に加速される。
以上のように第２実施例によれば、アクチュエータ４１を用いた場合でも、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（第３実施例）
図９は本発明の第３実施例を示すものであり、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。第３実施例では、ピークホールド回路２２に代えて、微分回路（最大値検出手段）５０及びコンパレータ（最大値検出手段）５１を用いる。微分回路５０の入力端子には、コイル励磁時マスク回路２１の出力信号が与えられ、微分回路５０の出力信号は、コンパレータ５１により略ゼロレベルの値と比較される。従って、コンパレータ５１の出力レベルがハイからロウに切替わったタイミングで、マスク回路２１の出力信号（ｃ）のピークタイミングが検出される。
【００３６】
そして、駆動電圧の印加タイミングは、コンパレータ５１の出力信号の立下りに同期させるか、或いは、その立下りタイミングを所定の時間だけ遅延させて設定する。また、第４実施例の構成では、誘起電圧のピークレベルは検出しないため、駆動電圧の印加時間は所定の時間に固定する。
以上のように第４実施例によれば、微分回路５０及びコンパレータ５１によって駆動コイル１５に発生する誘起電圧のピークタイミングを検出するので、第１実施例と同様に、可動子９が変位している状態で駆動電圧を印加することができる。また、可動子９を加速するのに必要な駆動力を小さくすることができる。
【００３７】
（第４実施例）
図１０乃至図１３は本発明の第４実施例を示すものであり、第１実施例と異なる部分のみ説明する。第４実施例では、コイル励磁回路の構成が異なっている。即ち、図１０に示すように、コイル励磁回路５２は、４つのトランジスタ（スイッチング素子）５３〜５６によってシングルブリッジ回路５７を構成しており、そのシングルブリッジ回路５７によって電源３５から駆動コイル１５に駆動電圧を交流で印加するようになっている。即ち、トランジスタ５３，５６のみがオンすれば、駆動コイル１５に例えば正方向の電圧が印加され、トランジスタ５４，５５のみがオンすれば、駆動コイル１５に負方向の電圧が印加されることになる。
【００３８】
そして、図１１に示すように、第１実施例の駆動系を構成した回路２０〜２７は、第４実施例では符号を２０Ｐ〜２７Ｐに置き換えている。また、回路２０Ｐ〜２７Ｐに対応し、誘起電圧の極性が負である場合に動作する構成が、回路２０Ｎ〜２７Ｎとして併設されている。即ち、ミニマムホールド回路（最大値検出手段）２２Ｎは、誘起電圧の負側のピークレベルをホールドする回路であり、コイルマイナス側励磁時間決定回路２５Ｎは、誘起電圧の負側において駆動電圧を印加する時間を決定する回路である。但し、負側のピークレベルは、オフセットを与えることで実際には直流レベルのゼロ近傍となるように設定している。
【００３９】
また、ミニマムホールドリセット信号生成回路２６Ｎは、ミニマムホールド回路２２Ｎに対してリセット信号を出力し、コイルマイナス側励磁信号生成回路２７Ｎは、決定回路２５Ｎより与えられる信号に基づいて負側の励磁信号を励磁回路５２に出力する。マスク回路２１に代わるマスク回路５７には、ＯＲゲート５８を介して励磁信号生成回路２７Ｐ，２７Ｎの出力信号の論理和が与えられている。そして、マスク回路５７は、正負夫々の励磁信号の出力タイミングにおいて誘起電圧波形をマスクする。
【００４０】
図１２は、周知であるミニマムホールド回路２２Ｎの構成を示す。すなわち、入力バッファ５９の出力端子とグランドとの間に逆方向のダイオード６０とコンデンサ６１の直列回路が接続されており、両者の共通接続点は、出力バッファ６２の入力端子に接続されている。また、前記共通接続点は、放電スイッチ６３を介して電源ＶCCに接続されている。そして、以上が駆動電圧印加手段６４を構成している。
【００４１】
次に、第４実施例の作用について図１３をも参照して説明する。生成回路２７Ｐより出力される励磁信号によって、励磁回路５２のトランジスタ５３，５６がオンされ、生成回路２７Ｎより出力される励磁信号によって、トランジスタ５４，５５がオンされる。従って、図１３に示すように、駆動コイル１５に対して駆動電圧が交流で印加されるようになる。
【００４２】
以上のように第４実施例によれば、駆動電圧印加手段６４は、４つのトランジスタ５３〜５６によってシングルブリッジ回路５７を構成し、駆動コイル１５に駆動電圧を交流で、即ち、可動子９の振動動作における往路又は復路の双方において駆動電圧を印加するようにした。従って、可動子９の初期位置に対する変位量が、夫々の変位方向に対して略等しくなるように制御することができる。
【００４３】
（第５実施例）
図１４及び図１５は本発明の第５実施例を示すものであり、第１実施例と異なる部分のみ説明する。第５実施例では、図１４に示すように、決定回路２５は、信号（ｈ）だけを生成回路２７Ａに出力し、信号（ｊ）は励磁回路２８Ａに出力するようになっている。そして、生成回路２７Ａが出力する励磁信号のパルス幅は常に一定となっている。
【００４４】
また、図１５に示すように、励磁回路２８Ａにおいては、電源３５Ａは出力電圧が可変に構成されており、決定回路２５より与えられる信号（ｊ）に応じて出力電圧を変化させる。即ち、信号（ｊ）のパルス幅が広くなると出力電圧が低くなるように、パルス幅が狭くなると出力電圧が高くなるようにする。以上が駆動電圧印加手段６５を構成している。
以上のように第５実施例によれば、駆動電圧印加手段６５は、駆動電圧の振幅を、誘起電圧の最大値に基づいて決定するので、第１実施例と同様の作用効果が得られる。
【００４５】
（第６実施例）
図１６及び図１７は本発明の第６実施例を示すものであり、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。第６実施例の構成では、コンパレータ２４の出力端子はＲＳフリップフロップ（ＦＦ）６６のセット入力端子に接続されており、ＲＳフリップフロップ（最大値検出手段）６６の出力端子（Ｑ）は、コイル励磁時間決定回路２５の入力端子に接続されている。また、ＲＳフリップフロップ６６のリセット入力端子には、ピークホールド回路２２のリセット信号が与えられている。即ち、第１実施例の駆動電圧印加手段３７にＲＳフリップフロップ６６を加えたものが、駆動電圧印加手段６７を構成している。
【００４６】
次に、第６実施例の作用について図１７及び図１８をも参照して説明する。図１７は、オシロスコープで観測した駆動コイルの端子電圧波形の一例である。駆動コイルのインダクタンスやアクチュエータの構成によっては、誘起電圧波形のピークが比較的なだらかとなり、その結果、駆動コイルを断電した場合に発生する逆起電力が鋭いピークとして現れる場合がある。尚、第１実施例の図２（ａ）などの波形においても、実際には駆動コイルの断電時に逆起電力が発生しているが、本来の誘起電圧波形のピークが比較的鋭いため、逆起電力による波形への影響は相対的に小さくなっている。
【００４７】
図１８は、図２の一部相当図であり、各分図記号は図２に対応するものを示している。即ち、図１８（ｃ）に対するピークホールド波形は図１８（ｄ）のようになり、その結果、コンパレータ２４の出力信号波形は、図１８（ｆ）に示すように、第１実施例における図２（ｆ）ではハイレベルが連続した期間中にロウレベルとなる期間が発生する。この場合、図２（ｋ）に示す駆動コイルの電圧印加期間が変化するおそれがある。
【００４８】
そこで、第６実施例では、コンパレータ２４の出力信号が最初にハイレベルに変化した時点でＲＳフリップフロップ６６をセットする。従って、図１８（ｆ）に示す波形が一旦ロウレベルを示し、再びハイレベルになったとしてもＲＳフリップフロップ６６のセット状態は変化せず、図１８（ｆ’）に示すように、ハイレベル期間が連続するようになる。即ち、駆動コイルに発生した逆起電力によって誘起電圧のピークレベルは更新されてしまうが、その影響はＲＳフリップフロップ６６の作用により排除されるようになっている。
【００４９】
尚、図１８（ｆ’）に示す波形では、図２（ｆ）ではピークホールド期間外においてハイレベルを示した期間がロウレベルに変化することになるが、図２（ｇ）に示す波形の反転とＮＡＮＤをとった結果は、図２（ｈ）に示す波形と同様になる。
以上のように第６実施例によれば、ＲＳフリップフロップ６６を用いることで、誘起電圧の最大振幅レベルがピークホールド回路２２によって保持された後、駆動コイルが断電された場合に発生する逆起電力が誘起電圧波形に印加されることで更新される最大振幅レベルを無視するようにした。従って、逆起電力の影響によって駆動電圧の印加タイミングが変化することを防止できる。
【００５０】
本発明は上記しかつ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
例えば第１実施例において、回動軸１１の両端を固定して、支持部材１０を、例えば軸受を介してその回動軸１１に対して回動可能となるように構成しても良い。
また、第１実施例において、駆動電圧の印加時間を常に一定としても良い。
【００５１】
起動時に印加する駆動電圧の印加時間（パルス幅）は、通常同時における駆動電圧の印加時間と同じであっても良い。
スイッチング素子は、トランジスタに限ることなくＦＥＴやＩＧＢＴなどでも良い。
第４実施例に対し、第２又は第３実施例の構成を組み合わせて実施しても良い。
また、第５実施例に、第２乃至第４実施例の構成を組み合わせて実施しても良い。
バーコードスキャナに限ることなく、振動型のアクチュエータを用いるものであれば広く適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明をバーコードスキャナに適用した場合の第１実施例であり、ミラーの変位位置（ａ）、駆動コイルの誘起電圧（ｂ）、駆動電圧（ｃ）を示す図
【図２】図３に示す制御系の各部における信号波形を示すタイミングチャート
【図３】アクチュエータを駆動するための制御系の構成を示す機能ブロック図
【図４】ピークホールド回路の具体構成を示す図
【図５】コイル励磁回路の構成を示す図
【図６】バーコードスキャナの光学系を概略的に示す図
【図７】アクチュエータの概略的な構造を示す斜視図
【図８】本発明の第２実施例を示す図７相当図
【図９】本発明の第３実施例であり、微分回路及びコンパレータの具体構成を示す図
【図１０】本発明の第４実施例を示す図５相当図
【図１１】図３相当図
【図１２】ミニマムホールド回路の具体構成を示す図
【図１３】図１相当図
【図１４】本発明の第５実施例を示す図３相当図
【図１５】図５相当図
【図１６】従来技術を示す図１相当図
【図１７】本発明の第６実施例を示す図３相当図
【図１８】図２（ｃ）〜（ｆ）相当図
【図１９】従来技術を示す図１相当図
【符号の説明】
【００５３】
図面中、１はバーコードスキャナ、４はミラー、８はアクチュエータ、９は可動子、１０はミラー支持部材（支持部材）、１１は回動軸、１２は駆動磁石、１３は固定子、１４は鉄心、１５は駆動コイル、２２はピークホールド回路（最大値検出手段）、２２Ｎはミニマムホールド回路（最大値検出手段）、２９は起動時コイル励磁信号生成回路（起動用電圧印加手段）、３６はトランジスタ（スイッチング素子）、３７は駆動電圧印加手段、４１はアクチュエータ、４２は可動子、４３は回動軸、４４は支持部材、４４ａはミラー支持部、４４ｂは延伸部、４４ｃは磁石支持部、４５は駆動磁石、４６は板ばね（第１板ばね）、４７は板ばね（第２板ばね）、４８は固定子、４９は駆動コイル、５０は微分回路（最大値検出手段）、５１はコンパレータ（最大値検出手段）、５３〜５６はトランジスタ（スイッチング素子）、５７はシングルブリッジ回路、６４，６５は駆動電圧印加手段、６６はＲＳフリップフロップ（最大値検出手段）、６７は駆動電圧印加手段を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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