JP2000039546A - 位置調整装置及び位置調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出素子に対する位置決め調整の容易な光学
装置の位置調整装置及び位置調整方法を提供すること。 【解決手段】 複数の光学手段２５，２６及びこの光学
手段を介して光学情報が出力される検出素子３２を有す
る光学装置２０において、検出素子３２が取り付けられ
たベース３１に保持される支持部材３３と、ベース３１
に設けられ、支持部材３３を位置決めする位置調整機構
５０，６０と、を備え、位置調整機構５０，６０は、検
出素子３２のピント方向に対する調整を行う駆動機構５
０と、支持部材３３をピント方向と交差する方向に変位
させる粗動用アクチュエータ６１と、圧電素子６７の変
形により支持部材３３をピント方向と交差する方向に微
動させる微動用アクチュエータ６２と、を具備すること
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＰＣやＯＣＲ
等、ＣＣＤ、ＰＳＤ、ＰＤ等の検出素子を用いた光軸合
わせに用いられる光学装置の位置調整装置及び位置調整
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＰＣやＯＣＲ等の光学機器において
は、内部に光源や反射のためのミラー、及び光学レンズ
や情報認識のための検出素子であるラインセンサとして
のＣＣＤ等が設けられ、これらの各光学部材によって構
成される光学経路では、光学レンズに光像が入射された
後にＣＣＤ等に向かって出射されるが、このＣＣＤ等の
取付位置にずれが生じていると、光像の良好な認識がで
きないといった不具合が生じる。

【０００３】このため、認識を良好にすべく、検出素子
が取り付けられた基板の角度調整や距離調整といった微
調整動作を各部材の取付後に行う必要がある。ところ
で、従来このような各部材の角度や距離の調整を行うた
めには、熟練作業者がこれらラインセンサ等の検出素子
が取り付けられた基板のネジを緩めたり締めたりしなが
ら、基板を工具で叩いて微調整を行っていた。

【０００４】その例としてＯＣＲ装置における光学系の
調整は、ミラーによって反射された像をレンズに導入
し、この後にＣＣＤのラインセンサが取り付けられた基
板まで導入する光路を有する場合、ピントの調整は基板
を光路の方向に沿って移動させることによって調整す
る。この場合、基板は被取付部材に対してバネにより付
勢力で反発し得る状態であり、ネジの締め付け具合を調
整すれば、ピント調整を可能としている。

【０００５】またＣＣＤのラインセンサに対する左端調
整、更にはラインセンサに対する像の直線性を調整すべ
く、基板をスライド方向に調整すると共に、基板の相対
角度を調整することにより、ＣＣＤのラインセンサの取
り付け角度も調整している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、熟練作業
者が基板のネジを緩めたり締めたりしつつ基板を叩いて
微調整を行っているのが現状であり、このため微調整に
は手間が掛かるものとなっている。すなわち、微調整を
行う場合、ネジが締め付けされた状態で各方向で位置合
わせが完了している必要がある。そのため、締め付け前
に同時に幾つもの自由度にまたがってその調整を行って
いる。それ故、この調整作業は時間が掛かって手間取っ
たり、熟練を要することになる。

【０００７】また、最近では、圧電素子の急速変形や電
磁ソレノイドの急速変位などのインパクト力を利用する
方式のアクチュエータが開発されているが、基板の構造
を工夫しなければ、ネジの引っ掛かりや緩みによる動作
不良を引き起こしたり、高速調整することが難しいとい
った問題点を有している。

【０００８】更に、モータを使ったステージにおいて
は、基板固定用のネジを仮締めした状態では完全に固定
されていないため、位置調整後にネジを締め込むことに
なる。このため、ネジの締め込みによって基板が変形し
たり、調整した基板の位置がずれてしまうといった不具
合が生じている。そのために、基板の調整の信頼向上、
及び調整のばらつきの低減が望まれ、調整後に位置ずれ
しなくその位置を固定できる構造の実現が望まれてい
る。

【０００９】本発明は上記の事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、検出素子に対する位置
決め調整の容易な光学装置の位置調整装置及び位置調整
方法を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、一対の部材を所定の位置関
係に位置決めする位置調整装置であって、いずれか一方
の部材を変位させる粗動用アクチュエータと、慣性力を
有する圧電素子の急速変形により前記部材を微動させる
力を発生する微動用アクチュエータと、を具備すること
を特徴とする位置調整装置である。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記一方の部材
は、検出素子を取り付ける基板と、この基板に対して連
結固定されると共に、他方の部材に設けられたネジに締
結自在として支持される支持板と、より構成されること
を特徴とする請求項１記載の位置調整装置である。

【００１２】請求項３記載の発明は、上記ネジには、上
記支持部材に当接される平座金と、この平座金に接触す
るバネ座金が設けられることにより、上記支持板への締
結強さを調整可能としていることを特徴とする請求項２
記載の位置調整装置である。

【００１３】請求項４記載の発明は、上記粗動用アクチ
ュエータは、内部に流通するコイル電流を計測し、目標
位置におけるコイル電流若しくは励磁電流との差を縮め
るように粗動用アクチュエータを駆動することを特徴と
する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の位置調整
装置である。

【００１４】請求項５記載の発明は、上記位置調整装置
は、粗動用アクチュエータとしての電磁ソレノイドを具
備するボイスコイルモータと、このボイスコイルモータ
の内部に挿通され、電磁ソレノイドに電流を印加するこ
とで駆動される駆動軸と、上記駆動軸の先端に取り付け
られたステージと、上記ステージに存する圧電素子を有
し、該圧電素子の変形により微小変位を生じさせる微動
用アクチュエータと、を具備することを特徴とする請求
項１乃至請求項４のいずれかに記載の位置調整装置であ
る。

【００１５】請求項６記載の発明は、粗動アクチュエー
タの駆動により一方の部材を調整しろの全体に亘って他
方の部材に対して高速走査させる走査工程と、上記走査
工程により認識された目標位置に上記一方の部材を粗動
アクチュエータで移動させる粗動位置調整工程と、上記
粗動位置調整工程により移動された位置から微動用アク
チュエータに設けられた圧電素子の急速変形により上記
一方の部材にロッドを衝突させて前記一方の部材を微小
変位させる微小位置調整工程と、を具備することを特徴
とする位置調整方法である。

【００１６】請求項７記載の発明は、上記粗動位置調整
工程は、上記粗動アクチュエータの内部に流通するコイ
ル電流若しくは励磁電流を計測し、目標位置におけるコ
イル電流若しくは励磁電流との差を縮めるように粗動ア
クチュエータを駆動することを特徴とする請求項６記載
の位置調整方法である。

【００１７】請求項８記載の発明は、上記支持板には、
上記支持板には、互いに上記微動用アクチュエータの駆
動方向に直交する向きに長く設けられた孔部が夫々直交
するように形成されており、この孔部を介して支持板と
微動用アクチュエータとが孔部の長手方向に沿ってスラ
イド自在に連結されていることを特徴とする請求項２乃
至請求項５のいずれかに記載の位置調整装置である。

【００１８】請求項９記載の発明は、上記孔部と微動用
アクチュエータの間には、支点を中心として回動自在と
するリンク機構が設けられており、このリンク機構の支
点を中心とする回動により上記支持板へのインパクト力
を付与する向きが変換されることを特徴とする請求項８
記載の位置調整装置である。

【００１９】請求項１０記載の発明は、上記リンク機構
は、Ｌ型状に形成されていることを特徴とする請求項９
記載の位置調整装置。請求項１１記載の発明は、上記リ
ンク機構は、直杆状に形成されていることを特徴とする
請求項９記載の位置調整装置である。

【００２０】請求項１２記載の発明は、上記微動用アク
チュエータの端部には、凹形状若しくは凸形状のいずれ
かの形状が形成されると共に、上記支持板の縁部にはこ
れら凹形状若しくは凸形状と係合する凸形状若しくは凹
形状が形成されていることを特徴とする請求項２乃至請
求項５のいずれかに記載の位置調整装置である。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第一の実施の形態）以下、本発
明の第一の実施の形態について、図１ないし図５に基づ
いて説明する。

【００２２】図１に示す光学装置としてのＯＣＲ装置２
０においては、帳票２１が筐体２２の内部に導入される
導入口２３を有しており、この導入口２３から帳票２１
が進行する方向に所定寸法離間した位置には、この帳票
２１に投光する照明手段としての蛍光灯２４が位置する
構成となっている。

【００２３】蛍光灯２４により、帳票２１の上面が照射
されると、この帳票２１の上面に存する文字等の情報
は、反射手段であるミラーには光像として写るが、この
光像が筐体２２内部に取り付けられた第１、第２のミラ
ー２５，２６などの複数の反射手段により反射されて導
かれ、光学加工手段であるレンズ２７まで導入される。

【００２４】この第１、第２のミラー２５，２６を筐体
２２内部に取り付けるためには、筐体２２を構成する側
壁２２ａ，２２ｂ間に、橋渡し状に設けられた固定具２
８でこれらミラー２５，２６が支持される構成となって
いる。

【００２５】なお、ミラー２５，２６の支持構造はこれ
に限られず、例えば筐体２２内部に側壁２２ａ，２２ｂ
とは別体的に設けられたブラケット２９で支持する構成
としても構わない。

【００２６】上記ミラー２５，２６により反射された光
像は、同じく固定具２８に保持されたレンズ２７に導入
され、さらにピント調整手段や倍率調整手段などを通過
した後、ベース３１に保持される受光センサ３２に光像
が導入される。

【００２７】受光センサ３２には、多数の画素が並設さ
れており、それによって直線的なＣＣＤのラインセンサ
を構成している。この受光センサ３２は、光像のそれぞ
れの画素毎に導入された画像情報を認識し、この認識を
ライン状に連結された画素全体で行うことで帳票２１の
幅方向全体の認識を可能としている。

【００２８】この受光センサ３２は、支持部材３３を介
してベース３１に取り付けられている。この支持部材３
３は、図２に示すような受光センサ３２を取付固定して
いる基板３４と、基板３４よりもベース３１寄りに位置
する板金３５と、それらを締結する締結手段とより構成
されている。基板３４及び板金３５は適宜の厚みを有す
る矩形状の板状体である。

【００２９】これら基板３４と板金３５は、図３に示す
ように、その間にスペーサ３６が介在して適宜の間隔が
存するように調整されている。これら基板３４と板金３
５は、ネジ３７により締結されるが、このネジ３７は頭
部側が大径部３７ａに形成され、そこから先端に向かう
側は細径部３７ｂに形成されている。すなわち、ネジ３
７は径の大きさが異なることにより段部を有している。
これ故、大径側の端面でバネ座金３８や平座金３９を受
け止める構成である。これらバネ座金３８と平座金３９
ａは板金３５の基板３４側に位置して基板３４に対し適
宜の間隔を確保すると共に、平座金３９ａに板金３５が
当接することによって板金３５がネジ３７に対する場合
よりも滑り易く構成されている。

【００３０】上記板金３５の基板３４と反対側には、平
座金３９ｂ及びナット４０が取り付けられている。この
場合、平座金３９ｂが板金３５に接触して板金３５に対
する摩擦を低減すると共に、ナット４０をネジ３７に対
して螺合回転させることで、ネジ３７や平座金３９ａ，
３９ｂに対して板金３５がずれないような係止具合（締
結力）に調整可能である。

【００３１】なお、受光センサ３２の位置ずれの調整を
行う場合には、板金３５の位置ずれを軽く防止する仮締
め程度の締結力により係止されている。上記レンズ２７
に対してピントや位置調整を行う場合には、板金３５に
対して当接自在に設けられた、位置調整手段としてのス
テッピングモータ５０及びアクチュエータ６０により行
う。

【００３２】上記レンズ２７に対するピント調整を行う
ためには、ステッピングモータ５０により調整される。
ステッピングモータ５０は、上記基板３４に対して例え
ば略Ｙ軸方向に二つ配置され、さらに略Ｘ軸方向にも二
つ配置されて略直角三角形を為している。それ故、これ
ら直交する二辺がそれぞれＸ軸及びＹ軸に対応したもの
となっている。

【００３３】このステッピングモータ５０を取り付ける
ために、例えば箱体５１を設けて支持部材３３を覆うよ
うに構成する。そして、この箱体５１の内壁面から突出
させた支持部材により、ステッピングモータ５０の保持
を行う構成としている。しかしながら、ステッピングモ
ータ５０が良好に固定されるものであれば、どのような
構成であっても構わない。

【００３４】これら三つのステッピングモータ５０が夫
々独立して駆動することで、上記基板３４のピント位置
のずれの調整及びピント角度のずれの調整を行い得る構
成となっている。

【００３５】ピント調整の後に、受光センサ３２の位置
調整を行うために、アクチュエータ６０が駆動されてそ
の調整が行われる。このアクチュエータ６０は、図４に
示すように、粗動用アクチュエータ６１と微動用アクチ
ュエータ６２より構成されている。

【００３６】このうち、粗動用アクチュエータ６１は、
例えば駆動軸６４に生じる磁気力で突出長さを自在に調
整可能とするステージ駆動用モータ６５を備えている。
ステージ駆動用モータ６５は、駆動軸６４先端のスライ
ド量が後述するピエゾ素子６７のロッド体７１よりも大
きいが、その分調整精度が粗くなるといった点に特徴を
有する位置調整手段である。

【００３７】なお、本実施の形態で用いられるステージ
駆動用モータ６５は、電磁アクチュエータ（ボイスコイ
ルモータ）であり、コイル電流（励磁電流）を計測し、
この電流の大きさによって磁石をその材質とする駆動軸
６４のスライド位置を検出できる構成である。すなわ
ち、セルフセンシングが可能な構成となっている。

【００３８】そのために、リニアスケールや変位計など
のセンサ機構を用いずに電流値の計測によって所定の位
置に位置決めを行える構成となっている。この駆動軸６
４の先端には、例えば直方部材からなるステージ６６が
取り付けられている。

【００３９】上記ステージ６６の上面（ベース３１と反
対側の面）には、微動用アクチュエータ６２が設けられ
ている。微動用アクチュエータ６２としては圧電素子で
あるピエゾ素子６７が利用されており、その内部機構に
ついては図５に示す通りである。すなわち、微動用アク
チュエータ６２はシリンダ部６８を有しており、このシ
リンダ部６８内部に適宜の質量（ｍとする）を有する慣
性体６９と、移動対象たる移動体７０とが設けられてお
り、さらにこの間には圧電素子たるピエゾ素子６７が存
している。そして、移動体７０の他端にはロッド体７１
が取り付けられており、このロッド体７１がシリンダ部
６８から突出した構成となっている。

【００４０】このような構成を有する微動用アクチュエ
ータ６２がステージ６６に取付固定されていて、ロッド
体７１の先端が上記板金３５の側部に当接可能な位置に
調整されて取り付けられている。このロッド体７１先端
のスライド量は、微動用アクチュエータ６２のみが駆動
した場合には微小であり、わずかな変位量の調整を行う
ことを可能としている。

【００４１】ここで、ロッド体７１はその先端形状が直
角に折れ曲がり略Ｌ字形状を為した鉤部７２を有する構
成であり、この鉤部７２に対応して板金３５には長孔７
３が形成されている。この長孔７３は、上記ロッド体７
１のスライド方向と垂直を為す向きに長く開口して設け
られていると共に、この長孔形状の幅が上記鉤部７２の
径と対応する大きさに形成されている。

【００４２】そのため、この鉤部７２が長孔７３に挿通
されることで、ロッド体７１が板金３５に対して引っ掛
かり係止され、また例えばＸ軸方向のアクチュエータ６
０が作動して板金３５がＸ軸方向に移動する場合には、
Ｙ軸方向のアクチュエータ６０の鉤部７２がＸ軸を長手
方向とする長孔７３に挿通しているため、板金３５のＸ
軸方向への移動の妨げとなることが無い。

【００４３】すなわち、長孔７３がスライド移動して、
鉤部７２の長孔７３に対する相対位置が変化する。な
お、上記鉤部７２の長孔７３への挿通を容易とするため
に、図５に示すようにこの鉤部７２の先端形状は、先端
に向かって径小となるテーパ状に形成されている。

【００４４】このような構成のアクチュエータ６０が、
上記板金３５の長手方向に沿う側辺に二つ設けられてお
り、それぞれが独立して駆動されることで、板金３５に
取り付けられた受光センサ３２の位置調整のみならず、
受光センサ３２の微妙な傾斜角度の調整も行える構成と
なっている。

【００４５】また、板金３５の長手方向と直交する側辺
にもアクチュエータ６０が設けられており、受光センサ
３２の長手方向に沿った位置調整も行い得る構成となっ
ている。

【００４６】以上のような構成を有するＯＣＲ装置２０
において、光軸調整を行う手法を以下に説明する。ベー
ス３１に螺合されているネジ３７を当初十分緩めてお
き、また、このネジ３７に螺合されているナット４０も
緩めた状態に調整しておく。

【００４７】このようにネジ及びナット４０を緩めた状
態で、まず受光センサ３２に対するピント調整を行う。
この場合、上述の如くピント方向の感度は鈍いため、ス
テッピングモータ５０による駆動機構で十分対応可能と
なっており、このステッピングモータ５０を駆動させて
基板３４を適宜の位置に移動させた後に、上記ネジ３７
の仮締め及びナット４０の仮締めを行う。尚、このとき
の締結力は、粗動用アクチュエータ６１の電磁ソレノイ
ドの急速変位及び圧電素子の駆動時に付加されるインパ
クト力で板金３５を動かし得る程度の締結力にて連結さ
れている。

【００４８】この後に、粗動用アクチュエータ６１を作
動させ、まず調整しろ（粗動用アクチュエータで調整可
能な範囲）全体に亘って駆動軸６４を高速走査させて目
標位置の認識を行い、その後に認識された目標位置に向
かい駆動軸６４を駆動させて目標位置に対して粗動的な
位置の調整を行う。

【００４９】このときに、上記駆動軸６４にはボイスコ
イルモータのコイルを瞬間的に流通する電流により、瞬
間的なインパクト力が板金３５に付加するので、これが
板金３５と平座金３９ａの間の静摩擦力に打ち勝って動
きだし、所定の移動量だけ板金３５が移動する。

【００５０】尚、この場合、夫々の粗動用アクチュエー
タ６１を独立して駆動させることにより、基板３４のピ
ント方向の位置調整のみならず基板３４のピント方向に
対する傾斜角度の調整も行い得るものとなっている。

【００５１】この粗動調整の終了後に、微動用アクチュ
エータ６２を作動させる。微動用アクチュエータ６２で
は、ピエゾ素子６７の急速変形を利用した超精密位置決
めを行い得る構成となっている。

【００５２】すなわち、図５に二点鎖線で示すように、
当初は電圧が付加されていないピエゾ素子６７に対して
急速に電圧を付加する。すると、このピエゾ素子６７が
急激に伸長するが、この急激な伸長に伴って慣性体６９
及び移動対象たる移動体７０の双方がピエゾ素子６７の
伸長の反動により移動する。なお、このピエゾ素子６７
の伸長量に伴う移動体７０の移動量は、該ピエゾ素子６
７に印加する電圧及び慣性体６９及び移動体７０の質量
により決定される。

【００５３】ピエゾ素子６７の急激な伸長によりインパ
クト力が付加されると、板金３５と平座金３９ａの間に
存する静摩擦力に打ち勝って板金３５が動きだし、そし
て動摩擦係数に従って所定の移動量だけ板金３５が移動
する。

【００５４】一回目の移動体７０の移動終了後に、ピエ
ゾ素子６７に印加する電圧を制御して慣性体６９を移動
体７０に対してゆっくり加速しながら引き戻す。そし
て、所定の引き戻し量となったところでピエゾ素子６７
に印加する電圧を一定の値に維持し、ピエゾ素子６７の
長さを一定にした場合には、慣性体６９の引き戻しに要
する速度が急激になくなり、それが移動体７０の微小移
動に供することになる。

【００５５】以後、この動作を繰り返すことにより、電
圧の制御によって微小変位による精度良い位置合わせが
実現したものとなる。なお、粗動用アクチュエータ６１
と微動用アクチュエータ６２とを同時に駆動させても良
く、この場合にはより高速に位置調整を行うことが可能
となり、さらに粗動用アクチュエータ６１と微動用アク
チュエータ６２を同時に作動させた調整の終了後に微動
用アクチュエータ６２のみを作動させる構成としても構
わない。

【００５６】上述の位置調整の状態を式で解析すると、
以下のようになる。まず慣性体６９の質量をｍ、移動対
象の質量をＭ、ピエゾ素子６７の素子短絡時のバネ定数
とダンピングをｋ，λとする。すると、慣性体６９の運
動方程式は、以下のようになる。

【００５７】

【数１】

【００５８】移動体７０の運動方程式は、摩擦の状態
（静摩擦と動摩擦）によって式（３）または式（４）の
二つの場合に別れる。 ＜静摩擦のとき＞

【００５９】

【数２】 の条件を満たす場合であって、

【００６０】

【数３】 ＜動摩擦のとき＞

【００６１】

【数４】

【００６２】ここで、μとμ₀ は、ベース３１と移動体
７０の間の夫々静止摩擦係数と動摩擦係数を表すもので
ある。また、Ｌ（ｔ）は、時間ｔにおける印加電圧によ
って制御されるピエゾ素子６７の自然長の変化である。

【００６３】以上の運動方程式に基づいて、移動現象の
数値シミュレーションを行うことができるが、おおよそ
の移動量の見積もりは仮定においてモデルを単純化する
ことにより、以下の値が得られる。まず、ピエゾ素子６
７に急激に電圧を付加して伸長させた場合には、以下の
結果となる。

【００６４】

【数５】

【００６５】また、慣性体６９を引き戻すときの加速度
αは、このときの慣性力が小さくなるように保つ必要が
あるので、次式を満たす必要がある。但し、簡略化のた
め、μ₀ はμに等しいとしている。

【００６６】

【数６】 ここで、移動対象の得た速度Ｖは、運動量保存則によ
り、

【００６７】

【数７】 となる。ここで得た運動エネルギを摩擦力によって失う
まで移動するので、ここでの移動距離Δｘは次式のよう
になる。

【００６８】

【数８】 式（６）より、このときの移動量の最大値は、

【００６９】

【数９】 の時に限られ、これに基づいて、式８より、

【００７０】

【数１０】 となる。これは、式（５）の移動量と等しい値となる。

【００７１】尚、本実施の形態では慣性体６９の質量ｍ
に対し、移動対象としては移動体７０のみならず、ロッ
ド体７１、支持部材３３の質量の総和が該当し、またμ
及びμ₀ には、板金３５と平座金３９ｂの間に存する摩
擦係数が該当する。

【００７２】それ故、これらの値の代入及びピエゾ素子
６７に印加する電圧値の制御により、微動用アクチュエ
ータ６２によるスライド量の調整を適宜の値に設定する
ことが可能となる。

【００７３】なお、上記実施の形態では、粗動用アクチ
ュエータ６１を駆動させた後に微動用アクチュエータ６
２を駆動させて夫々のアクチュエータ６０を独立して駆
動させる場合の調整方法について述べたが、これら粗動
用アクチュエータ６１と微動用アクチュエータ６２を同
時に駆動させる構成でも構わない。この場合には、調整
時間が短縮化されるというメリットを供することにな
る。

【００７４】以上のような方法による光軸調整が、夫々
の方向について行われ、また受光センサ３２に対する角
度調整も行われることとなる。このような構成のＯＣＲ
装置２０によると、アクチュエータ６０は、電磁ソレノ
イドの急速変位を利用した粗動用アクチュエータ６１
と、圧電素子の急速変形を利用した微動用アクチュエー
タ６２を備えているので、板金３５に仮締めによる摩擦
力が付加されている場合でも、これらに印加する電流や
電圧を制御することでインパクト力の大きさを制御で
き、板金３５の変位量を適宜に制御することが可能とな
る。

【００７５】そして、粗動用アクチュエータ６１と微動
用アクチュエータ６２を併用することで、初期位置から
目標位置へ速く到達することが可能となる。このため、
調整時間を短縮することが可能となる。

【００７６】また、このような構成を採用することによ
り、光軸調整において従来のように熟練作業者の手先の
感覚に頼る微調整作業を必要としなくなり、そのため熟
練レス化できるとともに、調整の信頼度が向上する。

【００７７】また、支持部材３３は、基板３４と板金３
５の二層構造であり、上記アクチュエータ６０は基板３
４には直接当接せずに板金３５に当接し、この板金３５
へインパクト力を付加する構成であるため、基板３４が
インパクト力の直接的な作用によって変形することが防
止され、そのためインパクト力付加による位置調整の精
度が向上する。

【００７８】さらに、板金３５は平座金３９ａ，３９ｂ
と当接するため、板金３５の接触部分での摩擦を低減す
ることが可能となる。このため、仮締め時のインパクト
駆動による調整が容易となると共に、ネジ３７が直接接
触しないためインパクト駆動時にネジの引っ掛かりや緩
みを防止することが可能となる。

【００７９】また、平座金３９ａ，３９ｂと共にバネ座
金３８が設けられたため、仮締め時の締結力をナット４
０の螺合調整により自在に調整できる構成となってい
る。更に、粗動用アクチュエータ６２を磁気浮上機構か
らなる電磁アクチュエータとし、この電磁アクチュエー
タの内部に流通するコイル電流若しくは励磁電流を計測
することで、セルフセンシング機能を備えることが可能
となる。このため、装置のコストアップに直接つながる
リニアスケールや変位計などの位置検出用センサを別途
設ける必要がない。よって、電磁アクチュエータを用い
たことで、低コスト化に供し得る構成となっている。

【００８０】また、アクチュエータ６０には、粗動用ア
クチュエータ６１と微動用アクチュエータ６２とからな
り、これらが一体的に構成されたことで、これらを同時
に駆動させた場合には、広い範囲の中で走査させながら
適時位置決めすることが一つの工程で実現できるため、
より高速に変位の調整を行うことができ、またこれら粗
動用アクチュエータ６１と微動用アクチュエータ６２を
同時に駆動させない場合であっても、装置の段取り時間
をキャンセルできるので、十分位置調整時間の短縮化は
図られる。

【００８１】また、板金３５に長孔７３を形成し、この
長孔７３にロッド体７１の鉤部７２が挿通することで、
ロッド体７１と板金３５とが引っ掛かり係止される構成
であるため、板金３５に対してこのアクチュエータ６０
が作動して、ロッド体７１が往復作動すると、その往復
運動のどちらに進行する場合においても、ロッド体７１
は板金３５にインパクト力を伝達可能となる。このた
め、図２においては、Ｘ方向に１つのみ、Ｙ方向に２つ
のみのアクチュエータ６０を設け、このアクチュエータ
６０の個数を減らすことで、コストの低減化を図ること
が可能となっている。

【００８２】（第二の実施の形態）以下、本発明の第二
の実施の形態について、図６及び図７に基づいて説明す
る。

【００８３】本実施の形態のＯＣＲ装置８０において
は、上述の第一の実施の形態で述べたＯＣＲ装置２０と
同様の構成を有しているが、この第一の実施の形態のＯ
ＣＲ装置２０と比較して、アクチュエータ６０の構成が
一部異なっている。

【００８４】本発明のアクチュエータ８１は、微動用ア
クチュエータ８２のロッド体８３の先端の連結構造が上
述の第一の実施の形態の構成と異なるものとなってい
る。すなわち、このロッド体８３の突出端部には、図７
（ａ）に示すように、上方から見た場合に、突出端部か
ら所定の長さだけ中央部分が切り欠かれて凹部８４を有
する状態となっている。そして、この凹部８４の両側は
支持部８５となっており、これら支持部８５の間にピン
部材８６が取り付けられる構成となっている。

【００８５】ここで、上記ロッド体８３のスライド駆動
の向きを変換するために、Ｌ型アーム８７が設けられて
いる。Ｌ型アーム８７は、微動用アクチュエータ８２と
板金３５の間でリンク機構としての機能を果たすもので
ある。

【００８６】このＬ型アーム８７は、アームが直角に折
れ曲がることで構成されており、また固定部位に取り付
けられた支点８８を介し、このＬ型アーム８７は回動自
在となるように構成されている。

【００８７】この折れ曲がったＬ型アーム８７のうち、
ロッド体８３のピン部材８６と係合する側は係合アーム
８９、板金３５に対してインパクト力を与える側はイン
パクトアーム９０となっている。

【００８８】上記係合アーム８９の端部には、ピン部材
８６との係合を良好に行うために、Ｕ字溝９１が形成さ
れている。このＵ字溝９１は、端部側が開放して設けら
れると共に、ピン部材８６を嵌め合い可能な程度の幅を
有して形成されている。そして、ピン部材８６の係合を
良好に行える程度に、十分な深さを有して形成されてい
る。

【００８９】そして、このＵ字溝９１にピン部材８６が
差し掛かる構成とすることで、ロッド体８３がスライド
駆動したときでも、Ｌ型アーム８７は何等その回動が規
制されない構成とすることができる。

【００９０】また、インパクトアーム９０の先端部分
は、上述の鉤部７２の先端形状と同様に、先端に向かっ
て径小となるテーパ状に形成されており、長孔７３に対
するインパクトアーム９０の挿通を良好にしている。

【００９１】以上のような構成を有するＯＣＲ装置８０
においては、アクチュエータ８０が作動してロッド体８
３が紙面水平方向にスライド駆動した場合であっても、
このスライド駆動を紙面垂直方向へのスライド駆動に変
換することが可能となっている。このため、アクチュエ
ータ８０を適宜の位置へ設けることで、スペース効率を
良好にすることが可能となっている。

【００９２】また、このＬ型アーム８７においては、ア
ームの長さや支点８８の位置を適切に選択することで、
インパクト力の出力の調整やインパクト力を与える角度
の調整を適宜に行なうことが可能となっている。

【００９３】なお、Ｌ型アーム８７は上述の構成に限ら
れず、図８に示すようにＵ字溝９１に代えて、係合アー
ム８９に長孔９２を形成する構成としても構わない。こ
の場合でも、このＬ型アーム８７が支点８８を介しての
回動が何等規制されないものとなっている。

【００９４】また、上述のＬ型アーム８７を用いる構成
に代えて、直杆状アーム９３を用いる構成としても構わ
ない。この直杆状アーム９３も、支点９４を介して回動
自在な構成となっているが、この場合には、直杆状アー
ム９３によるスライド方向は変わらないものの、その進
行する向きが逆となる構成である。すなわち、ロッド体
８３の移動する向きと、直杆状アーム９３により板金３
５に与えられるインパクト力の向きとが逆になってい
る。

【００９５】なお、この直杆状アーム９３のロッド体８
３側は、上述のＬ型アーム８７と同様にＵ字溝や長孔が
形成されており、それによってピン部材８６を係合可能
としている。

【００９６】この直杆状アーム９３を用いた構成では、
支点９４の位置を適宜に調整することで、てこの原理に
より板金３５に与えるインパクト力を適宜に調整するこ
とが可能となっている。

【００９７】（第三の実施の形態）以下、本発明の第三
の実施の形態について、図１０及び図１１に基づいて説
明する。

【００９８】本実施の形態のＯＣＲ装置１００において
は、上述の第一及び第二の実施の形態と同様の構成を有
しているが、これら上述の実施の形態で述べたＯＣＲ装
置２０，８０と比較して、アクチュエータ６０の構成が
一部異なると共に、板金３５の構成も異なっている。

【００９９】すなわち、本実施の形態の微動用アクチュ
エータ１０１においては、図１１に示すように、上記第
一の実施の形態とは異なり、ロッド体１０２の先端にＦ
字状アーム１０３が取り付けられた構成となっている。
このＦ字状アーム１０３は、その先端部分がＬ字型に形
成され、ロッド体１０２と垂直を為す向きに折り曲げら
れた鉤状部１０４に設けられていると共に、この鉤状部
１０４が先割れ状に設けられて凹部１０５を有する構成
となっている。なお、この凹部１０５の両側は、当接部
１０６となっている。

【０１００】また、このＦ字状アーム１０３と係合する
ように、板金１０７のＦ字状アーム１０３が存する部分
には、板金１０７の平面部１０７ａから垂直を為して上
方に折れ曲がって形成された折り曲げ部１０８が形成さ
れている。この折り曲げ部１０８は、上記凹部１０５に
係合されて当接部１０６と接触するように設けられてい
る。

【０１０１】なお、この板金１０７及び微動用アクチュ
エータ１０１の凹凸関係を逆に設けた構成としても構わ
ない。すなわち、板金１０７側に凹部を形成し、微動用
アクチュエータ１０１側に凸部を形成して互いに係合す
る構成としても構わない。

【０１０２】以上のような構成のＯＣＲ装置１００にお
いては、Ｆ字状アーム１０３と折り曲げ部１０８とが係
合しているため、ロッド体１０２が往復作動すると、そ
の往復運動のどちらに進行する場合でも、ロッド体１０
２のスライド駆動によるインパクト力を板金１０７に与
えることが可能となっている。このため、上述の第一の
実施の形態で述べたアクチュエータ６０の場合と同様
に、アクチュエータ１０１の個数を低減することが可能
となっている。

【０１０３】また、板金１０７の縁部に折り曲げ部１０
８を形成することで、この折り曲げ部１０８に沿った位
置ならば、Ｆ字状アーム１０３を係合させることが可能
となるため、上述の第一の実施の形態の長孔７３に鉤部
７２を係合させる場合と比較して、設計の自由度を保つ
ことができる。

【０１０４】以上、本発明の第一乃至第三の実施の形態
について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可
能となっている。以下それについて述べる。上記実施の
形態では、光学装置としてＯＣＲ装置２０の場合につい
て述べたが、本発明はＯＣＲ装置２０に限られず、複写
機等の他の光学装置に適用可能なことは勿論である。

【０１０５】また、支持部材３３の取付構造は、図示し
たもの以外にも、種々変形可能となっている。さらに、
粗動用アクチュエータ６１，８２，１０１としては、ボ
イスコイルモータを用いた構成について示したが、これ
以外にも、超音波モータを用いて同様の位置調整を行う
ことも可能となっている。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ピント方向の位置調整が行え、粗動用アクチュエータで
支持部材の高速な移動ができ、さらに微動用アクチュエ
ータで精度良い位置調整を行えるため、検出素子の位置
調整に要する時間を短縮することが可能となる。

【０１０７】また、従来の調整のように熟練を必要とせ
ず、さらに圧電素子の制御により微小変位の調整の信頼
性が向上する。更に、支持板に形成された孔部で微動用
アクチュエータを連結することにより、一の粗動用アク
チュエータ及び微動用アクチュエータの往復動が支持板
に伝達される。それによって、粗動用アクチュエータ及
び微動用アクチュエータの個数を低減することが可能と
なる。

【０１０８】また、孔部と微動用アクチュエータの間に
支点を中心として回動自在とするリンク機構を設けるこ
とで、支持板へのインパクト力を付与する向きを変換す
ることができ、また支点の位置を調整することで、てこ
の原理によりインパクト力を適宜に調整することも可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態に係わるＯＣＲ装置
の構成を示す斜視図。

【図２】同実施の形態に係わる受光センサの支持構造を
示す斜視図。

【図３】同実施の形態に係わる支持部材及びこれに取り
付けられたアクチュエータによる位置調整の様子を示す
図。

【図４】同実施の形態に係わるアクチュエータの光像を
示す側面図。

【図５】同実施の形態に係わる微動用アクチュエータの
構成を示す断面図。

【図６】本発明の第二の実施の形態に係わるＬ型アーム
を用いた微動用アクチュエータと板金との連結構成を示
す図。

【図７】同実施の形態に係わる図であり、（ａ）はロッ
ド体の先端形状を示す平面図、（ｂ）はロッド体の先端
の側面図、（ｃ）はＬ型アームの側面形状を示す部分側
面図。

【図８】同実施の形態に係わる長孔が形成されたＬ型ア
ームの形状を示す部分側面図。

【図９】本発明の第二の実施の形態の変形例に係わる直
杆状アームを用いた微動用アクチュエータと板金との連
結構成を示す図。

【図１０】本発明の第三の実施の形態に係わるアクチュ
エータ及び板金の構成を示す平面図。

【図１１】同実施の形態に係わるアクチュエータと板金
の係合状態を示す側断面図。

【符号の説明】

２０，８０，１００…ＯＣＲ装置 ２１…帳票 ３２…受光センサ ３４…基板 ３５，１０７…板金 ３８…バネ座金 ３９…平座金 ４０…ナット ５０…ステッピングモータ ６０…アクチュエータ ６１…粗動用アクチュエータ ６２，８２，１０１…微動用アクチュエータ ６５…ステージ駆動用モータ ６６…ステージ ６７…ピエゾ素子 ６８…シリンダ部 ６９…慣性体 ７０…移動体 ７３，９２…長孔 ８７…Ｌ型アーム ９３…直杆状アーム １０３…Ｆ字状アーム １０８…折り曲げ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H043 AA04 AA20 AA21 AA25 AD04 AD11 AD19 2H044 AC01 AC03 5B047 BC02 5C072 AA01 BA05 DA23 FB06

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の部材を所定の位置関係に位置決め
   する位置調整装置であって、 いずれか一方の部材を変位させる粗動用アクチュエータ
   と、 慣性力を有する圧電素子の急速変形により前記部材を微
   動させる力を発生する微動用アクチュエータと、 を具備することを特徴とする位置調整装置。
2. 【請求項２】 上記一方の部材は、検出素子を取り付け
   る基板と、この基板に対して連結固定されると共に、他
   方の部材に設けられたネジに締結自在として支持される
   支持板と、より構成されることを特徴とする請求項１記
   載の位置調整装置。
3. 【請求項３】 上記ネジには、上記支持部材に当接され
   る平座金と、この平座金に接触するバネ座金が設けられ
   ることにより、上記支持板への締結強さを調整可能とし
   ていることを特徴とする請求項２記載の位置調整装置。
4. 【請求項４】 上記粗動用アクチュエータは、内部に流
   通するコイル電流を計測し、目標位置におけるコイル電
   流若しくは励磁電流との差を縮めるように粗動用アクチ
   ュエータを駆動することを特徴とする請求項１乃至請求
   項３のいずれかに記載の位置調整装置。
5. 【請求項５】 上記位置調整装置は、粗動用アクチュエ
   ータとしての電磁ソレノイドを具備するボイスコイルモ
   ータと、このボイスコイルモータの内部に挿通され、電
   磁ソレノイドに電流を印加することで駆動される駆動軸
   と、上記駆動軸の先端に取り付けられたステージと、上
   記ステージに存する圧電素子を有し、該圧電素子の変形
   により微小変位を生じさせる微動用アクチュエータと、
   を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項４のい
   ずれかに記載の位置調整装置。
6. 【請求項６】 粗動アクチュエータの駆動により一方の
   部材を調整しろの全体に亘って他方の部材に対して高速
   走査させる走査工程と、 上記走査工程により認識された目標位置に上記一方の部
   材を粗動アクチュエータで移動させる粗動位置調整工程
   と、 上記粗動位置調整工程により移動された位置から微動用
   アクチュエータに設けられた圧電素子の急速変形により
   上記一方の部材にロッドを衝突させて前記一方の部材を
   微小変位させる微小位置調整工程と、 を具備することを特徴とする位置調整方法。
7. 【請求項７】 上記粗動位置調整工程は、上記粗動アク
   チュエータの内部に流通するコイル電流若しくは励磁電
   流を計測し、目標位置におけるコイル電流若しくは励磁
   電流との差を縮めるように粗動アクチュエータを駆動す
   ることを特徴とする請求項６記載の位置調整方法。
8. 【請求項８】 上記支持板には、互いに上記微動用アク
   チュエータの駆動方向に直交する向きに長く設けられた
   孔部が夫々直交するように形成されており、この孔部を
   介して支持板と微動用アクチュエータとが孔部の長手方
   向に沿ってスライド自在に連結されていることを特徴と
   する請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の位置調整
   装置。
9. 【請求項９】 上記孔部と微動用アクチュエータの間に
   は、支点を中心として回動自在とするリンク機構が設け
   られており、このリンク機構の支点を中心とする回動に
   より上記支持板へのインパクト力を付与する向きが変換
   されることを特徴とする請求項８記載の位置調整装置。
10. 【請求項１０】 上記リンク機構は、Ｌ型状に形成され
    ていることを特徴とする請求項９記載の位置調整装置。
11. 【請求項１１】 上記リンク機構は、直杆状に形成され
    ていることを特徴とする請求項９記載の位置調整装置。
12. 【請求項１２】 上記微動用アクチュエータの端部に
    は、凹形状若しくは凸形状のいずれかの形状が形成され
    ると共に、上記支持板の縁部にはこれら凹形状若しくは
    凸形状と係合する凸形状若しくは凹形状が形成されてい
    ることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに
    記載の位置調整装置。