JPH0713989A - バーコードスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密閉構造の本体ハウジングに半導体レーザを
内蔵したバーコードスキャナにおいて、発光時に発熱す
る半導体レーザの温度を低下させて寿命を延長する。 【構成】 半導体レーザ３８から本体ハウジング５２の
外面まで連通する絶縁性の伝熱経路６６を、例えば、金
属製のヒートシンク３９や絶縁性の弾性部材であるゴム
キャップ６４などで形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定式のバーコードス
キャナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バーコードを光学的に読取走査する固定
式のバーコードスキャナは、一般的にアルミニウム等の
金属製のヒートシンクに装着した半導体レーザの出射光
路上に、駆動モータに直結して回転自在なポリゴンミラ
ー等の光偏向器を配置している。さらに、このようなバ
ーコードスキャナでは、光偏向器の走査光路上に密閉構
造の本体ハウジングの透光窓を位置させ、この透光窓か
ら本体ハウジングの内部に帰還する入射光路上にＣＣＤ
(Charge Coupled Device）等の受光素子を配置してい
る。

【０００３】そこで、このようなバーコードスキャナで
は、半導体レーザが出射するレーザ光を光偏向器が偏向
走査して本体ハウジングの透光窓から出射するので、こ
の走査光に向けてバーコードを配置すると、このバーコ
ードが反射したレーザ光が本体ハウジングの透光窓に帰
還して受光素子に入射する。そこで、このようなバーコ
ードスキャナでは、この受光素子が光電変換した検知出
力を一体や別体のデコーダなどで電気的に解析すること
で、バーコードの記録情報を読取るようになっている。

【０００４】そこで、上述のような固定式のバーコード
スキャナの従来例を図６ないし図９に基づいて以下に説
明する。まず、このバーコードスキャナ１では、図７及
び図８に例示するように、レーザ光を可視光で出射する
半導体レーザ２をアルミニウム製のヒートシンク３に板
バネ４を介してネジ５で装着すると共に、光学レンズ６
を装着した鏡筒７を前記ヒートシンク３にスライド自在
に装着することでレーザユニット８を形成している。

【０００５】そして、このバーコードスキャナ１では、
図６及び図７に例示するように、反射ミラー９、部分透
光鏡であると共に凹面鏡でもある穴開きミラー１０の貫
通孔１１、駆動モータ１２に直結して回転自在な光偏向
器であるポリゴンミラー１３等が順次位置しており、こ
のポリゴンミラー１３の走査光路上には、多数の反射ミ
ラーを連設したミラーアレイ１４を介して本体ハウジン
グ１５の透光窓１６が位置している。

【０００６】そこで、このバーコードスキャナ１では、
前記本体ハウジング１５の透光窓１６を透過した出射光
路上に、商品１７にラベルや印刷で形成したバーコード
１８が位置する読取位置を設定している。さらに、この
読取位置のバーコード１８が反射して前記本体ハウジン
グ１５の透光窓１６に帰還し、前記ポリゴンミラー１３
と前記穴開きミラー１０とで順次反射する入射光路上に
は、受光素子であるフォトセンサ１９を配置している。

【０００７】ここで、このバーコードスキャナ１の前記
本体ハウジング１５は、上下面が開口した扁平なボック
ス状の下部ハウジング２０と上部ハウジング２１とで、
各種の凹凸を上下面に形成した内部フレーム２２やＰＣ
Ｂ(Printed Circuit Board）２３，２４を保持した構造
となっている。そして、上述のような構造の前記本体ハ
ウジング１５は、内部の光学系の汚損を防止する必要が
あると共に、内部の電気系の短絡などを防止する必要も
あるので、樹脂等の絶縁材で密閉構造に形成している。
また、このバーコードスキャナ１では、前記下部ハウジ
ング２０の底面の四隅に、金属製のナット（図示せず）
を埋込むなどしてネジ孔２５を形成している。

【０００８】そして、上述のような構造のバーコードス
キャナ１を一部とするチェックアウトカウンタ２６は、
図９に例示するように、サッカー台２７の上面中央の前
方に突設した立設壁２８の後面に、キーボード２９とデ
ィスプレイ３０とバーコードスキャナ１とを一体に組込
み、このようなサッカー台２７の末端部の近傍に電子キ
ャッシュレジスタ３１を配置した構造となっている。

【０００９】そこで、この電子キャッシュレジスタ３１
は、その本体ハウジング３２に、各種データを表示出力
するディスプレイ３３、各種データが操作入力されるキ
ーボード３４、各種データを印字出力するＲ／Ｊ(Recei
pt／Journal)プリンタ３５、金銭等（図示せず）を格納
するドロワ３６等を一体に設けた構造となっている。そ
して、このような構造の前記電子キャッシュレジスタ３
１は、ここでは前記サッカー台２７の内部に挿通した通
信ケーブル（図示せず）で前記バーコードスキャナ１と
前記キーボード２９と前記ディスプレイ３０とに接続し
ている。

【００１０】なお、このチェックアウトカウンタ２６で
は、前記立設壁２８の金属製の内部フレーム（図示せ
ず）に挿通したボルト（図示せず）を前記本体ハウジン
グ１５のネジ孔２５に締結することで、前記バーコード
スキャナ１を前記立設壁２８に装着している。また、こ
のようにしてチェックアウトカウンタ２６に一体化した
バーコードスキャナ１は、前記透光窓１６が垂直面とな
って後下方に前記読取位置が位置するようになってい
る。

【００１１】このような構成において、このチェックア
ウトカウンタ２６は、例えば、バーコードスキャナ１の
光学走査かキーボード２９の手動操作で商品情報の登録
処理を実行し、この商品情報を順次蓄積した電子キャッ
シュレジスタ３１で会計処理を実行するようになってい
る。

【００１２】そして、上述のように商品１７のバーコー
ド１８を読取走査するバーコードスキャナ１は、駆動電
力に従って半導体レーザ２が可視光で出射するレーザ光
を、光学レンズ６で成形すると共に反射ミラー９で反射
して穴開きミラー１０の貫通孔１１を透過させ、ポリゴ
ンミラー１３で偏向走査すると共にミラーアレイ１４で
多方向に分散して本体ハウジング１５の透光窓１６から
読取位置に出射するようになっている。

【００１３】そこで、この読取位置に手作業などで商品
１７のバーコード１８を配置すると、このバーコード１
８が反射したレーザ光は本体ハウジング１５の透光窓１
６に帰還するので、この帰還したレーザ光をミラーアレ
イ１４とポリゴンミラー１３と穴開きミラー１０とが順
次反射してフォトセンサ１９が受光することになる。そ
して、このレーザ光を光電変換したフォトセンサ１９の
検知出力を、例えば、電子キャッシュレジスタ３１のデ
コーダ（図示せず）などが電気的に解析することで、チ
ェックアウトカウンタ２６がバーコード１８の記録情報
を読取ることができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなバーコー
ドスキャナ１では、半導体レーザ２が出射するレーザ光
をポリゴンミラー１３で偏向走査してバーコード１８を
光学走査し、このバーコード１８の反射光をフォトセン
サ１９で受光してデコーダなどで解析するようになって
いる。

【００１５】ここで、上述のようなバーコードスキャナ
１のレーザ光を可視光で出射する半導体レーザ２は、そ
の発光時に必然的に発熱するが、これは温度が上昇する
と寿命が極度に低下する特性を有している。そして、こ
のようなバーコードスキャナ１では、前述のように光学
系の汚損や電気系の短絡などを防止するために本体ハウ
ジング１５を樹脂等の絶縁材で密閉構造に形成している
ため、一般的な冷却手段である放熱ファンなどを本体ハ
ウジング１５に設けることもできず、内部の蓄熱を外部
に放熱することが困難となっている。

【００１６】このため、上述のようなバーコードスキャ
ナ１では、発熱する半導体レーザ２の温度を低下させる
ことが極めて困難であり、半導体レーザ２の装置寿命が
低下して頻繁な交換が必要となっている。このような温
度上昇による寿命低下は、レーザ光を可視光で出射する
半導体レーザ２に顕著であり、これは温度を 10(℃）低
下させるだけで寿命を略倍にすることもできる。

【００１７】例えば、このような課題を解決する手段と
しては、バーコードスキャナ１の本体ハウジング１５を
熱伝導性が良好なアルミニウムなどの金属で形成して表
面の全体を絶縁塗料で被覆することが想定できるが、こ
れではバーコードスキャナ１の生産性を著しく阻害する
と共に短絡が発生する可能性が増大するので好ましくな
い。さらに、空気の流通が不要なペルチェ素子やヒート
パイプ（共に図示せず）等で半導体レーザ２を強制的に
冷却することも想定できるが、これではバーコードスキ
ャナ１の小型軽量化や省電力化や生産性を阻害すること
になるので実用的でない。

【００１８】本発明は、簡易な構造で半導体レーザの装
置寿命を延長するバーコードスキャナを得るである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
半導体レーザの出射光路上に光偏向器を配置し、この光
偏向器の走査光路上に密閉構造の本体ハウジングの透光
窓を位置させ、この透光窓から前記本体ハウジングの内
部に帰還する入射光路上に受光素子を配置したバーコー
ドスキャナにおいて、前記半導体レーザから前記本体ハ
ウジングの外面まで絶縁性の熱伝導経路を形成した。

【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、半導体レーザを金属製のヒートシンクに装
着し、このヒートシンクに熱伝導性と絶縁性とが良好な
弾性部材を接続し、この弾性部材と前記ヒートシンクと
で熱伝導経路を形成した。

【００２１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、半導体レーザに熱伝導性と絶縁性とが良好
な弾性部材を直接的に接続して熱伝導経路を形成した。

【００２２】

【作用】温度が上昇すると特性的に寿命が極度に低下す
る半導体レーザの温度を熱伝導経路による放熱で低下さ
せることができるので、簡易な構造で半導体レーザの装
置寿命を延長するバーコードスキャナを得ることができ
る。

【００２３】

【実施例】本発明の実施例を図１ないし図４に基づいて
説明する。まず、本実施例のバーコードスキャナ３７で
は、図１及び図２に例示するように、レーザ光を可視光
で出射する半導体レーザ３８をアルミニウム製のヒート
シンク３９に板バネ４０を介してネジ４１で装着すると
共に、光学レンズ４２を装着した鏡筒４３を前記ヒート
シンク３９にスライド自在に装着することで、レーザユ
ニット４４を形成している。そして、このレーザユニッ
ト４４のヒートシンク３９の下面の側縁部には、下方に
凸部４５を一体に突設している。

【００２４】そして、このバーコードスキャナ３７で
は、図３及び図４に例示するように、反射ミラー４６、
部分透光鏡であると共に凹面鏡でもある穴開きミラー４
７の貫通孔４８、駆動モータ４９に直結して回転自在な
光偏向器であるポリゴンミラー５０等が順次位置してお
り、このポリゴンミラー５０の走査光路上には、多数の
反射ミラーを連設したミラーアレイ５１を介して本体ハ
ウジング５２の透光窓５３が位置している。

【００２５】そこで、このバーコードスキャナ３７で
は、前記本体ハウジング５２の透光窓５３を透過した出
射光路上に、商品５４にラベルや印刷で形成したバーコ
ード５５が位置する読取位置を設定している。さらに、
この読取位置のバーコード５５が反射して前記本体ハウ
ジング５２の透光窓５３に帰還し、前記ポリゴンミラー
５０と前記穴開きミラー４７とで順次反射する入射光路
上には、受光素子であるフォトセンサ５６を配置してい
る。

【００２６】ここで、このバーコードスキャナ３７の前
記本体ハウジング５２は、上下面が開口した扁平なボッ
クス状の下部ハウジング５７と上部ハウジング５８と
で、各種の凹凸を上下面に形成した内部フレーム５９や
ＰＣＢ(Printed Circuit Board）６０，６１を保持した
構造となっている。そして、上述のような構造の前記本
体ハウジング５２は、内部の光学系の汚損を防止する必
要があると共に、内部の電気系の短絡などを防止する必
要もあるので、樹脂等の絶縁材で密閉構造に形成してい
る。

【００２７】また、このバーコードスキャナ３７では、
前記下部ハウジング５７の底面の四隅に金属製のナット
（図示せず）を埋込むなどしてネジ孔６２を形成し、中
央部に形成した貫通孔６３に伝熱性と絶縁性とが良好な
弾性部材であるシリコン製のゴムキャップ６４を圧入し
ている。そして、このゴムキャップ６４の上面の凹部６
５に前記レーザユニット４４の前記ヒートシンク３９の
凸部４５を圧入することで、このバーコードスキャナ３
７では、前記半導体レーザ３８から前記本体ハウジング
５２の外面に至る絶縁性の伝熱経路６６を前記ヒートシ
ンク３９と前記ゴムキャップ６４とで形成している。

【００２８】そして、上述のような構造のバーコードス
キャナ３７を一部とするチェックアウトカウンタ（図示
せず）は、従来例で前述したチェックアウトカウンタ２
６と同様に、末端部の近傍に電子キャッシュレジスタ
（図示せず）を配置したサッカー台（図示せず）の立設
壁の後面にバーコードスキャナ３７を一体に組込んだ構
造などとなっている。ここで、このようなチェックアウ
トカウンタでは、図１に例示したように、サッカー台の
立設壁の金属製の内部フレーム６７に挿通したボルト６
８を前記本体ハウジング５２のネジ孔６２に締結するこ
とで、前記バーコードスキャナ３７をサッカー台の立設
壁に装着している。

【００２９】そこで、このような構造のチェックアウト
カウンタでは、バーコードスキャナ３７の外面に微小に
突出した前記ゴムキャップ６４を前記サッカー台の前記
内部フレーム６７に密着させることで、この金属製の内
部フレーム６７を放熱板として機能させるようになって
いる。

【００３０】このような構成において、このバーコード
スキャナ３７は、駆動電力に従って半導体レーザ３８が
可視光で出射するレーザ光を、光学レンズ４２で成形す
ると共に反射ミラー４６で反射して穴開きミラー４７の
貫通孔４８を透過させ、ポリゴンミラー５０で偏向走査
すると共にミラーアレイ５１で多方向に分散して本体ハ
ウジング５２の透光窓５３から読取位置に出射するよう
になっている。

【００３１】そこで、この読取位置に手作業などで商品
５４のバーコード５５を配置すると、このバーコード５
５が反射したレーザ光は本体ハウジング５２の透光窓５
３に帰還するので、この帰還したレーザ光をミラーアレ
イ５１とポリゴンミラー５０と穴開きミラー４７とが順
次反射してフォトセンサ５６が受光することになる。そ
して、このレーザ光を光電変換したフォトセンサ５６の
検知出力を、例えば、電子キャッシュレジスタのデコー
ダ（図示せず）などが電気的に解析することで、チェッ
クアウトカウンタがバーコード５５の記録情報を読取る
ことができる。

【００３２】ここで、このバーコードスキャナ３７で
は、上述のような動作時に半導体レーザ３８が必然的に
発熱するようになっているが、この半導体レーザ３８の
蓄熱をヒートシンク３９からゴムキャップ６４を介して
内部フレーム５９に至る伝熱経路６６で伝熱して外気な
どに放熱するようになっている。このようにすること
で、このバーコードスキャナ３７では、温度が上昇する
と特性的に寿命が極度に低下する半導体レーザ３８の温
度を低下させて装置寿命を延長することができるので、
その信頼性や耐久性の向上に寄与することができる。

【００３３】ここで、本実施例のバーコードスキャナ３
７では、ヒートシンク３９の凸部４５と弾性部材である
ゴムキャップ６４のみで伝熱経路６６を形成することを
例示したが、本発明は上記実施例に限定するものではな
く、このような伝熱経路を弾性部材で形成する構造は各
種形態が実施可能である。

【００３４】例えば、図５（ａ）に例示するように、ヒ
ートシンク６９の外側面にネジ７０で弾性部材であるシ
リコン製のゴムシート７１の上部を装着し、このゴムシ
ート７１の下部を樹脂製や金属製の本体ハウジング７２
の貫通孔７３に挿通してアルミニウム製のステッカ等の
保持板７４で外方から圧着することで、この保持板７４
と前記ゴムシート７１と前記ヒートシンク６９とで伝熱
経路７５を形成したバーコードスキャナ７６なども実施
可能である。

【００３５】このようにすることで、このバーコードス
キャナ７６では、金属製のヒートシンク６９に凸部４５
などの異形部を一体成形する必要がないので、その生産
性の向上に寄与することができる。

【００３６】また、同図（ｂ）に例示するように、弾性
部材である上部が拡幅したシート状のシリコン製のゴム
部材７７をヒートシンク６９の外側面にネジ７０で装着
し、前記ゴム部材７７の下部を樹脂製や金属製の本体ハ
ウジング７２の貫通孔７３に挿通してアルミニウム製の
ステッカ等の保持板７４で外方から圧着すると共に、前
記ゴム部材７７の上部を本体ハウジング７２の内側面に
密着させることで、この本体ハウジング７２と前記保持
板７４と前記ゴム部材７７と前記ヒートシンク６９とで
伝熱経路７８を形成したバーコードスキャナ７９なども
実施可能である。

【００３７】このようにすることで、このバーコードス
キャナ７９では、ヒートシンク６９から本体ハウジング
７２の外面に連通する伝熱経路７８を二つとすることが
できるので、その伝熱効率が良好で耐久性の向上に寄与
することができる。

【００３８】さらに、同図（ｃ）に例示するように、樹
脂製の本体ハウジング７２の貫通孔７３に挿通した弾性
部材である銅製などの板バネ８０の下部をシリコン製の
ステッカ等のゴムシート８１で保持し、前記板バネ８０
の上端部をヒートシンク８２の底面に弾発的に圧着させ
ることで、このヒートシンク８２と前記板バネ８０と前
記ゴムシート８１とで伝熱経路８３を形成したバーコー
ドスキャナ８４なども実施可能である。

【００３９】このようにすることで、このバーコードス
キャナ８４では、ヒートシンク８２と板バネ８０とによ
り伝熱経路８３の大部分を金属で形成しているので、そ
の伝熱効率が良好で耐久性の向上に寄与することができ
る。

【００４０】また、上述したバーコードスキャナ３７，
７６，７９，８４では、何れも伝熱経路６６，７５，７
８，８３の一部としてヒートシンク３９，６９，８２を
利用することを例示したが、このヒートシンク３９等は
伝熱経路６６等を形成する必須要件ではない。

【００４１】つまり、図５（ｄ）に例示するように、ヒ
ートシンク８２に半導体レーザ３８を装着する板バネ８
５の一端を延長して下方に曲折し、この弾性部材である
板バネ８５の下端部を樹脂製や金属製の本体ハウジング
７２の貫通孔７３内でシリコン製のゴムシート８６を介
してアルミニウム製のステッカ等の保持板７４に弾発的
に圧着させることで、ヒートシンク８２を要することな
く前記板バネ８５と前記ゴムシート８６と前記保持板７
４とで伝熱経路８７を形成したバーコードスキャナ８８
なども実施可能である。

【００４２】このようにすることで、このバーコードス
キャナ８８では、半導体レーザ３８に直接的に密着した
金属製の板バネ８５が伝熱経路８７の大部分となってい
るので、その伝熱効率が極めて良好で耐久性の向上に寄
与することができ、さらに、この伝熱経路８７を形成す
る板バネ８５が半導体レーザ３８をヒートシンク８２に
装着する部品となっているので、簡易な構造で部品数や
組立の工程数を低減して生産性の向上に寄与することが
できる。

【００４３】さらに、上述したバーコードスキャナ３
７，７６，７９，８４，８８では、これを装着するサッ
カー台の内部フレーム６７に伝熱経路６６，７５，７
８，８３，８７を連結して放熱効果を向上させることを
例示したが、本発明は上記実施例に限定するものではな
く、このような伝熱経路の末端部が本体ハウジングの外
面で外気に対向するバーコードスキャナ（図示せず）な
ども実施可能であり、このようなバーコードスキャナの
伝熱経路が連通する本体ハウジングの一部を金属製とし
て放熱板に利用することも実施可能である。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、半導体レーザか
ら本体ハウジングの外面まで絶縁性の伝熱経路を形成し
たことにより、温度が上昇すると特性的に寿命が極度に
低下する半導体レーザの温度を伝熱経路による放熱で低
下させることができるので、簡易な構造で半導体レーザ
の装置寿命を延長するバーコードスキャナを得ることが
できる等の効果を有するものである。

【００４５】請求項２記載の発明は、半導体レーザを金
属製のヒートシンクに装着し、このヒートシンクに伝熱
性と絶縁性とが良好な弾性部材を接続し、この弾性部材
とヒートシンクとで伝熱経路を形成したことにより、簡
易かつ実用的な構造で伝熱経路を形成することができる
ので、バーコードスキャナの生産性の向上に寄与するこ
とができる等の効果を有するものである。

【００４６】請求項３記載の発明は、半導体レーザに伝
熱性と絶縁性とが良好な弾性部材を直接的に接続して伝
熱経路を形成したことにより、極めて簡易かつ高効率な
伝熱経路を形成することができるので、バーコードスキ
ャナの生産性や耐久性の向上に寄与することができる等
の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のバーコードスキャナの内部構
造を示す縦断側面図である。

【図２】ヒートシンクに半導体レーザ等を装着したレー
ザユニットの組立構造を示す分解斜視図である。

【図３】バーコードスキャナの組立構造を示す分解斜視
図である。

【図４】バーコードスキャナの内部構造を示す斜視図で
ある。

【図５】バーコードスキャナの伝熱経路の各種の変形例
を示す縦断側面図である。

【図６】従来例のバーコードスキャナの組立構造を示す
分解斜視図である。

【図７】バーコードスキャナの内部構造を示す縦断側面
図である。

【図８】ヒートシンクに半導体レーザ等を装着したレー
ザユニットの組立構造を示す分解斜視図である。

【図９】バーコードスキャナを一部とするチェックアウ
トカウンタを示す斜視図である。

【符号の説明】

３７，７６，７９，８４，８８ バーコードス
キャナ ３８ 半導体レーザ ３９，６９，７１，８１ ヒートシンク ５０ 光偏向器 ５２，７２ 本体ハウジン
グ ５３ 透光窓 ５４ 受光素子 ６４，７１，７７，８０，８５ 弾性部材 ６６，７５，７８，８３，８７ 熱伝導経路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザの出射光路上に光偏向器を
   配置し、この光偏向器の走査光路上に密閉構造の本体ハ
   ウジングの透光窓を位置させ、この透光窓から前記本体
   ハウジングの内部に帰還する入射光路上に受光素子を配
   置したバーコードスキャナにおいて、前記半導体レーザ
   から前記本体ハウジングの外面まで絶縁性の熱伝導経路
   を形成したことを特徴とするバーコードスキャナ。
2. 【請求項２】 半導体レーザを金属製のヒートシンクに
   装着し、このヒートシンクに熱伝導性と絶縁性とが良好
   な弾性部材を接続し、この弾性部材と前記ヒートシンク
   とで熱伝導経路を形成したことを特徴とする請求項１記
   載のバーコードスキャナ。
3. 【請求項３】 半導体レーザに熱伝導性と絶縁性とが良
   好な弾性部材を直接的に接続して熱伝導経路を形成した
   ことを特徴とする請求項１記載のバーコードスキャナ。