JPH04188922A - 光結合装置およびこれを利用した情報機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、被検出物の有無を無接点で検出する光結合装
置およびこれを利用し１ニブリンター、ファクノミリ、
複写機等の情報機器に関する。

〈従来技術〉 従来の光結合装置（フォトインタラプタ）は、第１０図
の如く、発光素子１、受光素子２、増幅器３およびトラ
ンジスタ４からなり、発光素子ｌに電流を流して発光さ
せ、受光素子２にこの光がスレツンユ光量以上人光して
いるか否かにより、ＨｉｇｈまたはＬｏｖの出力を行な
う。

ぐ　発明が解決しようとする課題　〉 近年、光結合装置が搭載される情報機器、例えば複写機
においては、その高機能化とともに光結合装置の使用個
数が増加している。

これに対応するｆコめ、第１１図の如く、複写機内の制
御装置５に上記光結合装置を用いに検出セッサ６からの
検知状顛を出力する場合、個々の光結合装置と制御装置
５との間に信号ライン７を複数本並列に設けなければな
らず、機器内の配線か煩雑となり、機器の小型化の妨げ
になってＬ）る。

本発明は、上記に鑑み、配線の簡易化、機器の小型化を
促す光結合装置およびこれを利用した情報機器の提供を
目的とする。

〈　課題を解決するための手段　〉 本発明請求項１による課題解決手段は、第１゜２図の如
く、発光素子ｌＯと受光素子１１とを備え、被検出物の
有無を無接点で検出する光結合装置において、識別符号
を記憶する記憶手段２１と、外部制御装置１２から送ら
れてくる識別符号を認識し、この識別符号と前記記憶手
段２１に記憶された自己の識別符号とが一致しているか
否かを判別する判別手段２６と、該判別手段２６が自己
の識別符号と一致していると判別したとき、前記発光素
子１０および受光素子１１を駆動して外部制御袋Ｗ１２
に検出結果を出力する作動手段２７とが設けられにもの
である。

また、請求項２では、第４図ｙ）ｔＡＩ＜、請求項１記
載の光結合装置か多数個配設され、これら光結合装置が
１本の信号ライノ２９にて外部制御装置１２に接続され
にらのである。

請求項３では、第５．６図の如く、外部制御装置１２か
ら送られてくる識別符号を記憶する記憶手段２１と、現
在の被検出物の検知状態を記憶する検知状態記憶手段３
２と、検知状態か変化したときに自己の識別符号と変化
後の検知状態結果とを外部制御装置１２へ出力する出力
手段３６とが設けられたものである。

請求項４では、第４図の如く、請求項３記載の光結合装
置が多数個配設され、これら光結合装置が１本の信号ラ
イン２９にて外部制御装置１２に接続されたものである
。

請求項５では、第７．８図の如く、外部制御装置１２か
らの入力信号または前段の光結合装置からの起動信号に
基づいて前記発光素子１０および受光素子１１を作動さ
せる駆動手段４２と、被検出物の検知状性を外部制御装
置１２へ出力するデータ出力手段４３と、次段の光結合
装置に起動信号を出力する起動手段４４とが設けられ１
こらのである。

請求項６では、第９図の如く、請求項５記載の光結合装
置か多数個配設され、これら光結合装置が外部制御装置
１２に順に直列接続され几ものである。

〈作用〉 上記請求項１による課題解決手段において、外部制御装
置１２から送られてくるデータ信号を読み込み、外部制
御装置１２から送られた識別符号が記憶手段２１に記憶
された自分の識別符号と一致するかどうか判別手段２６
にて判断する。

このとき、一致しない場合は待期状態とする。

一方、一致した場合は、発光素子ＩＯおよび受光素子１
１の電源をオンにする。そうすると、受光素子１１の受
光量より被検出物の有無を検出し、作動手段２７を介し
検知結果を外部制御装置１２へ出力する。

その後は、発光素子１０および受光素子ＩＩの電源をオ
フにし時期状態へ戻ろ３ したかって、請求項２のように光結合装置を多数個用い
ることにより、情報機器の外部制御装置１２に１本の信
号ライノ２９てデータ信号を伝送することができるので
、大巾なリート線の削減を図れ、機器内の配線を容易に
すると共に機器の小型化が図れる。

まに、必要な時以外は、光結合装置の電源をオフにする
ことができるので、同時に消費電流の低減も図れる。

請求項３において、外部制御装置１２から識別符号の書
き込み信号が送られてきた場合、その識別符号を記憶手
段２１に記憶する。

そして、光結合装置の初期の検知状態としての初期状態
か検知状態記憶手段３２に記憶され、出力手段３６によ
り外部制御装置１２へこの初期状態の情報と自己の識別
符号が出力される。

そして、検出動作手段３５により、発光素子１０および
受光素子１１が駆動され、被検出物の有無の判定が常に
行なわれている。

そして、光結合装置の検知状態の出力が反転し几とき、
出力手段３６により反転後の検知状態の情報と自己の識
別符号とが外部制御装置Ｉ２へ出力され、外部制御装置
Ｉ２内でこの識別符号に対応しｆ二検知状響の書き変え
か行なわれる。

しｆこかつて、請求項４のように、上記の動作を行なう
光結合装置において、第４図に示したように一つの外部
制御装置１２に対して多数個の光結合装置を１本の信号
ライン２９で接続することが可能となるので、大幅なリ
ート線の削減を図れ、機器内の配線を容易にすると共に
機器の小型化が図れる。

請求項５において、外部制御装置１２から送られてくる
データ信号を読み込み、この信号によって駆動手段４２
が作動して、発光素子１０および受光素子１１を一定時
間だけ駆動させる。そして、受光素子ＩＩからの検出信
号が制御部４１のデータ出力手段４３に送られ、外部制
御装置１２へ被検出物有無のデータが出力される。

データ出力とは別に、起動手段４４により次段の光結合
装置へ起動信号を出力され、次段の光結合装置では、こ
の起動信号により上記と同し動作か行なわれる。

したかつて、光結合装置に次段の光結合装置に起動信号
を出力する起動手段４４を設けることにより、請求項６
のように第９図の如く、情報機器内の外部制御装置Ｉ２
から光結合装置を順に信号ライン４６を介して直列接続
することができるので、大幅なリート線の削減を図れ、
機器内の配線を容易にすると共に機器の小型化が図れる
。

また、第一段目の光結合装置に作動信号を出力するだけ
で、第二段目以降の光結合装置が順次作動するので、外
部制御装置１２の光結合装置に対する制御ソフトを簡単
にすることができる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

〔第一実施例〕

第１図は本発明請求項１に対する実施例を示す光結合装
置の制御ブロック図、第２図は同しくそのフローチャー
ト、第３図は同しく光結合装置の断面図、第４図は本発
明請求項１による光結合装置を用Ｌ）１コ情報機器のノ
ステム例を示す図である。

本実施例の光結合装置（透過型フォトインクラブタ）は
、第１．３図の如く、発光素子１０と、受光素子１１と
、前記発光素子ＩＯおよび受光素子１１の駆動制御を行
なう制御素子（Ｉ　Ｃ）ｌ　３とがら成る。

前記発光素子ＩＯおよび受光素子１１は、プリント基板
１４上に搭載され、被検出物か通過する通過路１５を挟
んで対向配置されており、前記制御素子１３は、プリン
ト基板１４に半田付けされている。そして、発光素子１
０、受光素子１１およびプリント基板１４が、外装ケー
ス１６内に収納され、該外装ケース１６の通過路１５の
受発光面に投光窓１７および採光窓１８が形成されてい
る。

前記制御素子１３は、外部制御装置１２との入出力を行
ない、かつ発光素子ＩＯおよび受光素子１１を駆動制御
する制御部（コントロールロノック）＋９と、外部制御
装置１２と直配制御部１９との間で一時データを保持す
るレジスタ部（１１０バツフアレノスタ）２０と、識別
符号（アドレス）を記憶する記憶手段（アドレスメモリ
）２１と、定電圧回路２２と、一定時間だけ発光素子１
０および受光素子ＩＩを駆動するためのタイマ２３とが
ら構成されている。そして、制御素子１３は受光素子１
１とは別にＩチップ化されている。

なお、図中、２４はデータバスライン、２５はコネクタ
である。

また、前記制御部１９は、外部制御装置１２から送られ
てくるアドレスを認識し、このアドレスと前記アドレス
メモリ２１に記憶された自己のアドレスとが一致してい
るか否かを判別する判別手段２６と、該判別手段２６が
自己のアドレスと一致していると判別したとき、発光素
子１０および受光素子ＩＩに駆動信号を出力して、その
検出結果を外部制御装置１２に出力する作動手段２７と
を何している。

ココで、第２図に示し１ニフローヂャ−１・に従い上記
光結合装置の動作を説明する。

まず、外部制御装置１２から送られてくるデータ信号を
読み込み、外部制御装置１２からアトしスの書き込み信
号か送られてきに場合、そのアドレスを記憶手段として
のアトトスメモリ２１に記憶する（Ｓｔ）。

なお、アドレスの書き込みは、外部制御装置１２を存す
る機器への取付は航に専用メモリライタにてアドレスメ
モリ２１に書き込むか、あるいは機器に取付は後、機器
内の外部制御装置１２により書き込まれる。そして、こ
のアドレス書き込み方法よしては、ＲＡＭを用いる方法
、あるいは制御素子１３に電荷注入方式、接合破壊方式
、ヒユーズ溶断方式のうちいずれかの方式で書き込む方
法が考えられる。

次に、外部制御装置１２からデータ信号が送られてきて
、アドレス信号か入力されたとき、外部制御装置Ｉ２か
ら送られたアドレスが記憶手段であるアドレスメモリ２
１に記憶され几自分のアドレスと一致するかとうか制御
部ｊ９の判別手段２６にて判断する（Ｓ２）。

このとき、アドレスか一致しない場合は時期状態とする
。

一方、アドレスが一致し１；場合は、作動手段２７によ
り発光素子ｌＯおよび受光素子＋１を動作させる。すな
わち、発光素子１０に電流を流して発光させ、受光素子
１１の受光量により被検出物の有無を検出する。受光素
子ＩＩからの検知信号が制御部１９に送られ、作動手段
２７によりレジスタ部２０を介して外部制御装置Ｉ２へ
検知状態のデータ信号が出力される。

その後は、一定時間経過すると、発光素子１０に流す電
流をカットまたは減少させて、時期状帖へ戻る。

このように、光結合装置内にアドレスを記憶する記憶手
段２１と、外部制御装置１２から送られてくるアドレス
を認識し、このアドレスと記憶手段２１に記憶されてい
る自己のアドレスとが一致している否かを判別する判別
手段２６と、判別手段２６か自己のアドレスと一致して
いると判別し１ことき、前記発光素子１０および受光素
子１１を駆動して外部制御装置Ｉ２に検出結果を出力す
る作動手段２７とを設ける二とにより、第４図の如く、
情報機器としての複写機内の外部制御装置１２と、多数
個の光結合装置を用いに検出センサ２８とを１本の信号
ライン２９て接続することが可能となり、制御信号、デ
ータ信号を伝送することができる。

しｆこがって、大幅なリート線の削減を図れ、機器内の
配線を容易にすると共に機器の小型化が図れる。

また、被検出物の検知が不用なときは、光結合装置は低
消費電流の待機状態に置かれているので、消費電流の低
減も図れる。

〔第二実施例〕

第５図は本発明請求項３に対する実施例を示す光結合装
置の制御ブロック図、第６図は同じくそのフローチャー
トである。

本実施例の光結合装置の制御素子１３は、第５図の如く
、外部制御装置１２との人出力を行ない、かつ発光素子
ｌＯおよび受光素子Ｉｔを脳動制御する制御部３１と、
外部制御装置１２と前記制御部３１との間て一時データ
を保持するレジスタ部（■１０バッファレジスタ）２０
と、識別符号（アドレス）を記憶する記憶手段（アドレ
スメモリ）２１と、現在の被検出物の検知状態を記憶す
る検知状態記憶手段（状態メモリ）３２と、定電圧回路
２２と、低消費電流化および耐外乱光特性向上のため光
変調方式による発光素子ｌＯをパルス駆動する発振器３
３と、その同期信号をとって検出を行なうための復調回
路３４とがら構成されている。

なお、簡易化のため、同期信号をとらない非同期式とし
てもよい。

前記制御部３１は、前記発光素子ＩＯおよび受光素子１
１に駆動信号を出力する検出動作手段３５と、検知状態
が変化したときに自己の識別符号と変化後の検知状態結
果とを外部制御装置１２へ出力する出力手段３６とを有
している。

なお、他の構成は、第一実施例と同じである。

次に、第６図に示したフローチャートに従い、光結合装
置の動作を説明する。

まず、外部制御装置１２から送られてくるデータ信号を
読み込み、外部制御装置１２からアドレスの書き込み信
号が送られてきた場合、そのアドレスを記憶手段として
のアドレスメモリ２１に記憶する。

なお、アドレスの書き込みは、外部制御装置１２を有す
る機器への取付は前に専用メモリライタにてアドレスメ
モリ２１に書き込むか、あるいは機器に取付は後、機器
内の外部制御装置１２により書き込まれる。そして、こ
のアドレス書き込み方法としては、ＲＡＭを用いる方法
、あるいは制御素子１３に電荷注入方式、接合破壊方式
、ヒユーズ溶断方式のうちいずれかの方式で書き込む方
法が考えられる。

アドレスの書き込み後、検出動作手段３５により、発振
器３３によって作られたパルスにより発光素子ｌＯがパ
ルス駆動され、その同期信号をとつて復調回路３４で得
られる受光素子１１の受光量の大小により被検出物の有
無の判定が行なわれ、光結合装置の初期の検知状態とし
ての初期状態が検知状態記憶手段の状態メモリ３２に記
憶され、出力手段３６により外部制御装置１２へこの初
期状態の情報と自己のアドレス情報が出力される。

そして、例えば、光結合装置の検知状態が被検出物無の
状態から有の状態に変わり、その出力が反転したとき、
制御素子１３内の状態メモリ３２が反転して、この検知
状態が状態メモリ３２に記憶される（Ｓ３）。また、こ
のとき、出力手段３６により反転後の検知状態の情報と
自己のアドレス情報とが外部制御装置１２へ出力され、
外部制御装置１２内でこのアドレスに対応した検知状態
の書き変えが行なわれる。

そして、光結合装置は、以上の動作を繰り返して行なう
。

一方、Ｓ３で光結合装置の検知状態が変化しないときは
、光結合装置は常に被検出面物の有無の判定を行なって
いる。

このように、上記の動作を行なう光結合装置におし・て
、第４図に示したように一つの外部制御装置１２に対し
て多数個の光結合装置を１本の信号ライン２９で接続す
ることが可能となるので、大幅なリード線の削減を図れ
、機器内の配線を容易にすると共に機器の小型化が図れ
る。

また、発光素子ＩＯをパルス駆動する同期式または非同
期式の光変調方式を採用することにより、低消費電流化
および情報機器内の光および外乱の光による誤動作防止
できる耐外乱光特性に優れた光結合装置を提供できる。

〔第三実施例〕

第７図は本発明請求項５に対する実施例を示す光結合装
置の制御ブロック図、第８図は同じくそのフローチャー
ト、第９図は本発明請求項５による光結合装置を用いた
情報機器のンステム例を示す図である。

本実施例の光結合装置の制御素子１３は、第７図の如く
、外部制御装置１２との入出力を行ない、かつ発光素子
ｌＯおよび受光素子１１を駆動制御し、次段の光結合装
置へ起動信号を出力する制御部４１と、外部制御装置１
２と直配制御部４１との間で一時データを保持するレジ
スタ部（Ｉ１０バツファレンスタ）２０と、定電圧回路
２２と、一定時間だけ発光素子１０および受光素子ｌ！
を駆動するためのタイマ２３とがら構成されている。

前記制御部４Ｉは、外部制御装置１２からの人力信号ま
たは前段の光結合装置からの起動信号に基づいて前記発
光素子ｌＯおよび受光素子１１を作動させる駆動手段４
２と、被検出物の検知状態を外部制御装置１２へ出力す
るデータ出力手段４３と、次段の光結合装置に起動信号
を出力する起動手段４４とを有している。

なお、他の構成は第一実施例と同じである。

次に、第８図に示したフローチャートに従い、光結合装
置の動作を説明する。

まず、外部制御装置１２から送られてくるデータ信号を
読み込み、この信号によって駆動手段４２が作動して、
発光素子１０および受光素子１１を一定時間だけ駆動さ
せる。そして、受光素子１１からの検出信号が制御部４
１のデータ出力手段４３に送られ、外部制御装置１２へ
被検出物有無のデータが出力される。

データ出力後、タイマ２３の作動により発光素子ＩＯお
よび受光素子ＩＩの駆動が停止される。

起動手段４４により次段の光結合装置へ起動信号を出力
した後、次段の光結合素子からの被検出物のデータ信号
を制御部４１に送らず、レジスタ部２０を介して外部制
御装置１２に素通りさせる状態となる（信号ラインソヨ
ート）。

次段の光結合装置では、この起動信号により上記と同じ
動作が行なわれる。データ出力、起動信号出力後、デー
タ出力端子２４と起動信号出力２４°は内部的にショー
ト状態となり、次段の光結合装置からの出力信号が、外
部制御装置１２へ入力できる状態となる。

このように、光結合装置に次段の光結合装置に起動信号
を出力する起動手段４４を設けることにより、第９図の
如（、複写機等の情報機器内の外部制御装置１２から光
結合装置を用いた検出セッサ４５を順に信号ライン４６
を介して直列接続することができる。

したがって、大幅なリード線の削減を図れ、機器内の配
線を容易にすると共に機器の小型化が図れる。

また、第一段目の光結合装置に作動信号を出力するだけ
で、第二段目以降の光結合装置が順次作動するので、外
部制御装置１２の光結合装置に対する制御ソフトを簡単
にすることができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施例において、光結合装置は透過型フォ
トインタラプタであったが、反射型フォトインタラプタ
であってもよい。また、制御素子Ｉ３は受光素子ＩＩと
別チップとしたが、受光素子１１とｌチップ化してもよ
い。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、多数個
の光結合装置を１本の信号ラインにて情報機器の外部制
御装置を接続することができるので、大幅なリード線の
削減を図れ、機器内の配線を容易にすると共に機器の小
型化が図れる。

しかも、請求項１．２においては、必要な時以外は、光
結合装置の電源をオフにすることができるので、同時に
消費電流の低減も図れる。

また、請求項５．６においては、多数個の光結合装置を
情報機器の外部制御装置に直列接続できるので、大幅な
リード線の削減を図れ、機器内の配線を容易にすると共
に機器の小型化が図れる。

しかも、第一段目の光結合装置に作動信号を出力するだ
けで、第二段目以降の光結合装置が順次作動するので、
外部制御装置の光結合装置に対する制御ソフトを簡単に
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明請求項１に対する実施例を示す光結合装
置の制御ブロック図、第２図は同じくそのフローチャー
ト、第３図は同じく光結合装置の断面図、第４図は本発
明請求項１および請求項３による光結合装置を用いた情
報機器のシステム例を示す図、第５図は本発明請求項３
に対する実施例を示す光結合装置の制御ブロック図、第
６図は同しくそのフローチャート、第７図は本発明請求
項５に対する実施例を示す光結合装置の制御ブロック図
、第８図は同じくそのフローチャート、第９図は本発明
請求項５による光結合装置を用いた情報機器のシステム
例を示す図、第１Ｏ図は従来の光結合装置の回路図、第
１１図は従来の光結合装置を用いた情報機器のシステム
例を示す図である。 １０１発光素子、ｌｌ：受光素子、１２：外部制御装置
、２１：記憶手段、２６：判別手段、２７作動手段、２
９．４６＋信号ライン、３２：検知状態記憶手段、３６
：出力手段、４２：駆動手段、４３：データ出力手段、
４４：起動手段。 出　願　人　　シャープ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発光素子と受光素子とを備え、被検出物の有無を無
   接点で検出する光結合装置において、識別符号を記憶す
   る記憶手段と、外部制御装置から送られてくる識別符号
   を認識し、この識別符号と前記記憶手段に記憶された自
   己の識別符号とが一致しているか否かを判別する判別手
   段と、該判別手段が自己の識別符号と一致していると判
   別したとき、前記発光素子および受光素子を駆動して外
   部制御装置に検出結果を出力する作動手段とが設けられ
   たことを特徴とする光結合装置。 ２、請求項１記載の光結合装置が多数個配設され、これ
   ら光結合装置が１本の信号ラインにて外部制御装置に接
   続されたことを特徴とする情報機器。 ３、発光素子と受光素子とを備え、被検出物の有無を無
   接点で検出する光結合装置において、外部制御装置から
   送られてくる識別符号を記憶する記憶手段と、現在の被
   検出物の検知状態を記憶する検知状態記憶手段と、検知
   状態が変化したときに自己の識別符号と変化後の検知状
   態結果とを外部制御装置へ出力する出力手段とが設けら
   れたことを特徴とする光結合装置。 ４、請求項３記載の光結合装置が多数個配設され、これ
   ら光結合装置が１本の信号ラインにて外部制御装置に接
   続されたことを特徴とする情報機器。 ５、発光素子と受光素子とを備え、被検出物の有無を無
   接点で検出する光結合装置において、外部制御装置から
   の入力信号または前段の光結合装置からの起動信号に基
   づいて前記発光素子および受光素子を作動させる駆動手
   段と、被検出物の検知状態を外部制御装置へ出力するデ
   ータ出力手段と、次段の光結合装置に起動信号を出力す
   る起動手段とが設けられたことを特徴とする光結合装置
   。 ６、請求項５記載の光結合装置が多数個配設され、これ
   ら光結合装置が外部制御装置に順に直列接続されたこと
   を特徴とする情報機器。