JP2001196624A - 可動接片付光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動接片付光結合装置の復帰ばねのトルク
を、変更可能にする。 【解決手段】 可動接片付光結合装置２１で被検出物体
３１と接触して揺動変位する可動接片２７は、復帰ばね
３２によって復帰用のトルクを受ける。復帰ばね３２の
一端はケース２３側と結合し、復帰ばね３２の他端は可
動接片２７に設けられる複数の復帰ばね固定孔３３，３
４，３５のうちの１つに結合される。復帰ばね固定孔３
３，３４，３５の位置を変えて選択することによって、
トルクを変更することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホトインタラプタ
と称される光結合装置に可動接片を取付け、被検出物体
の有無で可動接片を機械的に変位させ、可動接片によっ
て光結合装置の光路を断続させて被検出物体の検出を行
う可動接片付光結合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ホトインタラプタと称される
光結合装置は、無接触で被検出物の有無を検出するため
に広く用いられている。被検出物に直接接触させて有無
を検出するためには、被検出物に接触させる部材として
の可動接片を備えて、被検出物の接触による可動接片の
変位を光学的に検出する可動接片付光結合装置が用いら
れる。

【０００３】図１０は、従来からの可動接片付光結合装
置１の１つの例を示す。図１０（ａ）は左側面視した状
態、図１０（ｂ）は正面視した状態および図１０（ｃ）
は斜視した状態をそれぞれ示す。可動接片付光結合装置
１では、ホトインタラプタと称される光結合装置２のケ
ース３内に発光素子４および受光素子５が収納され、発
光素子４と受光素子５との間に光路６が形成される。可
動接片７は、軸８を中心として揺動変位が可能なように
ケース３に装着され、遮光部９が光路６に臨んでいる。
軸８からは、接触部１０がケース３の外方に延びる。接
触部１０の先端に被検出物体１１が接触すると、接触部
１２には軸８まわりのトルクが生じ、遮光部９がトルク
によって光路６内で移動する。遮光部９が光路６内で移
動することを、発光素子４からの光の強度の変化あるい
は光の遮光として受光素子５が検出し、被検出物体１１
がないときには復帰ばね１２で可動接片７を基準状態に
戻すようにしている。

【０００４】図１０に示すような可動接片付光結合装置
１は、たとえば複写機やプリンタなどの用紙検出などに
利用されている。複写機やプリンタで使用する際には、
可動接片付光結合装置１の設置位置や検出する紙質によ
って、可動接片７の重量バランスや復帰ばね１２のトル
クを個別に調整する必要がある。

【０００５】可動接片と光結合装置とを組合わせる可動
接片付光結合装置の先行技術は、たとえば実開平２−０
５３６１７などに開示されている。この先行技術には、
図１１に示すような復帰ばねを用いずに、可動接片側お
よび光結合装置のケース側に永久磁石をそれぞれ取付
け、可動接片が中立位置で安定し、中立位置を中心とし
て両側に変位して被検出物の接触を検出可能な構成が開
示されている。また、本件出願人は特開平９−２４６５
９０で、光結合装置の発光素子や受光素子などと電気的
に接続するために用いるリードフレームを延長して折曲
げ、可動接片の軸を支える構成を開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１０に示すような可
動接片付光結合装置１では、取付けの姿勢が変わると、
可動接片７に加わる重力が変化し、可動接片７の接触部
１０が被検出物体１１が接触する際に与える力も変化す
る。被検出物体１１が複写機やプリンタの用紙などであ
るときには、あまり大きな力を要すると用紙などが変形
してしまう。また、復帰ばねの力が弱いと、可動接片付
光結合装置１を固定する姿勢によっては、復帰ばね１２
で可動接片７を充分に基準位置まで復帰させることがで
きなくなってしまう。このような問題は、特開平９−２
４６５９０のような場合でも生じ得る。

【０００７】実開平４−０１５０８２の先行技術では、
可動接片に相当するレバー側に可動磁石を装着し、光結
合装置側に固定磁石を装着して、磁気的な吸引力によっ
てレバーを中立位置に保つので、全体の姿勢が変わる
と、レバーに作用する重力によって中立位置からずれて
しまうおそれがある。また、可動接片であるレバー側に
も可動磁石が設けられているので、レバーの姿勢によっ
ては、大きい力を作用させる必要が生じ、薄くて変形し
やすい複写用紙などで移動させるのが困難になるおそれ
もある。

【０００８】可動接片付光結合装置１は、複写機やプリ
ンタでの紙の有無の検出のために使用されており、最近
は複写機やプリンタの小形化に伴い、スペースの関係
上、可動接片付光結合装置１を紙の搬送経路に合わせる
ため、設置方向が異なる可動接片付光結合装置１を用意
する必要がある。また、検出対象物となる紙などの種類
に応じて、復帰ばねの復帰用トルクが異なる可動接片付
光結合装置１を選択するように、複数の機種を設けてお
く必要がある。

【０００９】本発明の目的は、１種類の可動接片付光結
合装置を用意するだけで、ばねによる復帰用トルクを変
更することができる可動接片付光結合装置を提供するこ
とである。

【００１０】また本発明の他の目的は、複数の取付姿勢
で使用することができる可動接片付光結合装置を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検出体に接
触して揺動変位する可動接片を光結合装置の発光側と受
光側との間に介在させる可動接片付光結合装置におい
て、可動接片と光結合装置とに両端がそれぞれ結合さ
れ、可動接片の揺動変位を復帰させるねじりばねと、ね
じりばねを、可動接片に与える復帰用のトルクが変更可
能なように支持するトルク変更手段とを含むことを特徴
とする可動接片付光結合装置である。

【００１２】本発明に従えば、可動接片は被検出物体に
接触して揺動変位し、光結合装置の発光側と受光側との
間の光路を遮断したり開放したりして、被検出物体の接
触を光学的に検知することができる。可動接片を復帰さ
せるねじりばねは、両端がそれぞれ可動接片と光結合装
置とに結合される。トルク変更手段は、可動接片に与え
る復帰用のトルクが変更可能なようにねじりばねを支持
する。ねじりばねによる可動接片に与える復帰用のトル
クが変更可能なので、取付姿勢や可動接片が被検出体に
与える力の必要に応じて変更することができ、１種類で
多くの用途に使用することができる。

【００１３】また本発明は、前記トルク変更手段とし
て、前記可動接片に前記ねじりばねの端部を結合する部
分が複数箇所設けられ、前記復帰用のトルクを複数段に
変更可能であることを特徴とする。

【００１４】本発明に従えば、可動接片側にねじりばね
の端部を結合する部分を複数箇所から選んで変更するこ
とができる。

【００１５】また本発明は、前記トルク変更手段とし
て、前記光結合装置のケースは、前記ねじりばねの端部
を結合する部分が複数の段差を有するように形成されて
いることを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、可動接片を光結合装置の
ケースに結合する部分の段差を選択して、復帰用のトル
クを変更することができる。

【００１７】また本発明で前記ねじりばねの端部を結合
する部分は、前記光結合装置の異なる設置姿勢に対応し
て、前記可動接片に作用する復帰用のトルクがほぼ一定
となる箇所を選択可能なように設けられることを特徴と
する。

【００１８】本発明に従えば、ねじりばねの端部を可動
接片に結合する部分を変えて光結合装置の設置姿勢が異
なっても可動接片に作用する復帰用のトルクがほぼ一定
となるようにすることができる。

【００１９】また本発明で前記ねじりばねの端部を結合
する部分は、前記可動接片が接触する被検出物に作用す
る強度が適切となる箇所を選択可能なように、設けられ
ることを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、ねじりばねの端部を結合
する部分を選択して、可動接片が接触する被検出物に作
用する強度が適切となるようにすることができる。

【００２１】また本発明で前記光結合装置のケースは、
複数の姿勢で固定して使用可能なように、複数方向に穿
孔されている取付孔を有することを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、光結合装置のケースには
複数の姿勢で固定して使用可能なように複数方向に取付
孔が穿孔されているので、取付姿勢に応じて取付孔を選
択することによって、１種類の可動接片付光結合装置を
複数の設置姿勢で使用することができる。

【００２３】また本発明で前記光結合装置のケースは、
複数の姿勢で固定して使用可能なように、複数方向に突
出する固定用フックを有することを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、光結合装置のケースには
複数の姿勢で固定して使用可能なように複数方向に突出
する固定用フックを有するので、１種類の可動接片付光
結合装置で複数の姿勢に固定して使用することができ
る。

【００２５】また本発明で前記ねじりばねは、ねじりコ
イルばねであり、かつ各巻線間に隙間が設けられて摩擦
が低減されることを特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、ねじりばねとして使用す
るねじりコイルばねの各巻線間に隙間が設けられて摩擦
が低減されているので、摩擦による初期トルク域の負荷
が少なくなり、リニアなトルク特性を有して、被検出体
に与える影響が少ない状態で検出することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
しての可動接片付光結合装置２１の構成を示す。図１
（ａ）は左側面視した状態、図１（ｂ）は正面視した状
態、また図１（ｃ）は斜視した状態をそれぞれ示す。可
動接片付光結合装置２１は、光結合装置２２のケース２
３内に発光素子および受光素子２５が収納される。発光
素子２４と受光素子２５との間の光路２６を、可動接片
２７が軸２８を中心として揺動変位するときに、遮光部
２９が遮ったり開放したりして、光学的に検出される。
可動接片２７は、軸２８を中心に、遮光部２９が光路２
６側に延びるように形成されている。可動接片２７は、
遮光部２９とともに接触部３０を有し、接触部３０は光
結合装置２２のケース２３外方に突出する。接触部３０
の先端には、被検出物体３１が接触し、接触圧によって
可動接片２７は軸２８を中心として揺動変位する。被検
出物体３１が接触しないときには、復帰ばね３２によっ
て可動接片２７は基準位置に戻る。このような可動接片
付光結合装置２１の各構成は、図１０に示す従来の可動
接片付光結合装置１と基本的に同等である。

【００２８】本実施形態の可動接片付光結合装置２１で
は、可動接片２７で復帰ばね３２の端部を固定する復帰
ばね固定孔３３，３４，３５を複数箇所設けている。図
１１に示す従来の可動接片付光結合装置１では、復帰ば
ね１２の端部を固定する部分が１箇所に限定されている
ので、可動接片付光結合装置１を設置する方向での可動
接片７の自重を考慮して、可動接片７と復帰ばね１２と
の設計を、紙の搬送経路上の場所毎に行わなければなら
ない。また可動接片７を製造する際に用いる生産金型
も、可動接片７が異なる毎に必要となり、多種少量生産
の必要があって、コスト的にも割高となってしまう。

【００２９】本実施形態の可動接片付光結合装置２１で
は、可動接片２７に復帰ばね３２の端部を固定する復帰
ばね固定用孔３３，３４，３５を複数箇所設けて、可動
接片２７を変位させるために必要なトルクを、復帰ばね
固定用孔３３，３４，３５を選択して変更することを可
能にしている。これによって、可動接片付光結合装置２
１の設置方向や被検出物体３１の性質の違いなどに応じ
て、復帰ばね３２の復帰用トルクを変更することがで
き、個別の設定に対して同一の部品構成で対応すること
が可能になる。

【００３０】図２は、図１の可動接片付光結合装置２１
で、復帰ばね３２の端部を固定する復帰ばね固定孔３
３，３４，３５の位置を変えて復帰用トルクを変化させ
る状態を示す。図２（ａ）に示すように、可動接片２７
は、軸２８の端部をケース２３の先端との間で着脱可能
である。可動接片２７を取外した状態で、図２（ｂ）に
示すように、復帰ばね３２の端部を可動接片２７に固定
する復帰ばね固定孔３３，３４，３５の位置を選択し
て、再び復帰ばね３２、可動接片２７およびケース２３
を組立てることによって、復帰用トルクの変更を行うこ
とができる。図２（ｃ）は、復帰ばね固定孔３３，３
４，３５でそれぞれ復帰ばね３２の端部を固定したとき
の可動接片回転角度とトルクとの関係を，，でそ
れぞれ示す。

【００３１】図３は、本発明の実施の他の形態としての
可動接片付光結合装置４１の構成を示す。図３（ａ）は
左側面視した状態、図３（ｂ）は正面視した状態、図３
（ｃ）はトルクの変更特性をそれぞれ示す。本実施形態
で、図１に示す実施形態に対応する部分には同一の参照
符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の光結
合装置４２では、ケース４３側に復帰ばね３２の端部を
止める段差部４４，４５，４６が形成されている。復帰
ばね３２のケース４３側の接触部の位置を変えて段差部
４４，４５，４６を選択することによって、図３（ｃ）
の，，に示すように、可動接片４７の回転角度と
トルクとの関係を変更することができる。また、可動接
片４７の代りに、図１の実施形態のような可動接片２７
を用い、可動接片側でも復帰ばね固定孔３３，３４，３
５を選択することによって、よりきめ細かなトルク設定
を可能にすることができる。

【００３２】図４は、本発明の実施のさらに他の形態と
しての可動接片付光結合装置５１の形状を示す。本実施
形態で図１または図３に示す実施形態に対応する部分に
は同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実
施形態の光結合装置５２のケース５３には、光結合装置
５２を異なる姿勢で取付ける場合に対応する取付孔５
４，５５が穿孔されている。図４（ａ）に平面視して示
すように、取付孔５４は、可動接片付光結合装置５１
を、図１や図３に示す可動接片付光結合装置２１，４１
と同様に立てた姿勢で固定する際のボルトやビスを止め
る孔として利用することができる。図４（ｂ）に示すよ
うに、取付孔５５は、可動接片付光結合装置５１を、横
にした姿勢で取付ける際のビス孔として利用することが
できる。

【００３３】図５は、図４に示す可動接片付光結合装置
５１を使用して被検出物体３１の検出を行う際の設置姿
勢の例を示す。図５（ａ）は、水平に移動する被検出物
体３１を、横にした姿勢の可動接片付光結合装置５１の
可動接片４７の接触部３０で検出する状態を示す。可動
接片付光結合装置５１のケース５３は、立てた状態の取
付板金５６上に、取付孔５４を用いてボルト５７で固定
される。ケース５３は、取付板金５６に対しては立てた
状態となるけれども、取付板金５６自体が立てた状態と
なっているので、全体としては横向きの姿勢で取付けら
れることになる。

【００３４】図５（ｂ）は、被検出物体３１が鉛直方向
に移動するのを可動接片付光結合装置５１の接触部３０
で検出する状態を示す。この場合は、取付板金５６を立
てた状態で、ケース５３は取付板金５６に対して横にし
た状態で、取付孔５５を利用してボルト５７による固定
を行う。

【００３５】図６は、本発明の実施のさらに他の形態と
しての可動接片付光結合装置６１の構成を示す。図６
（ａ）は右側面視した状態、図６（ｂ）は正面視した状
態をそれぞれ示す。本実施形態で、図１、図３または図
４に示す各実施形態のうちで対応する部分には同一の参
照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の光
結合装置６２のケース６３には、複数方向に取付用のフ
ック６４，６５，６６がそれぞれ突出している。各フッ
ク６４，６５，６６は、ばね性を有し、固定用の挿入孔
に差し込むことによって、ケース６３を固定することが
できる。

【００３６】図７は、図６に示す可動接片付光結合装置
６１を使用する状態の例を示す。図７（ａ）は、図５
（ａ）と同様の姿勢で可動接片付光結合装置６１を取付
板金６７の挿入孔６８にフック６４を挿入して固定して
いる状態を示す。図７（ｂ）は、図５（ｂ）と同様の姿
勢で、取付板金６７に対してフック６５を用いて固定し
ている状態を示す。

【００３７】図４または図６に示す実施形態の可動接片
付光結合装置５１，６１では、異なる設置姿勢に応じ
て、図１および／または図３に示す可動接片付光結合装
置２１，４１と同様にして、復帰用トルクがほぼ一定と
なるように調整することができる。

【００３８】図８は、本発明の各実施形態で用いる復帰
ばね３２の形状を示す。図８（ａ）は通常のねじりコイ
ルばねである通常復帰ばねの形状を示す。これに対し
て、図８（ｂ）は、巻線間の間隔を広げて隙間を設けた
低摩擦復帰ばねの構造を示す。

【００３９】図９は、図８に示す通常復帰ばねと低摩擦
復帰ばねとで、可動接片回転角度に対するトルクの関係
を比較して示す。通常復帰ばねでは、ばねの摩擦によっ
て初期トルク域での負荷が大きくなっているのに対し、
低摩擦復帰ばねでは、低トルク域からリニアなトルク特
性を得ることができる。このような低摩擦復帰ばねを用
いれば、薄く弱い紙質の紙を検知するような場合でも、
充分に使用可能な可動接片付光結合装置を提供すること
ができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ねじりば
ねによる可動接片の復帰用のトルクをトルク変更手段で
変更することができるので、設置姿勢や可動接片から被
検出物に作用する力の必要に応じて、１種類の可動接片
付光結合装置でも他種類の復帰用トルクに対応させるこ
とができる。

【００４１】また本発明によれば、ねじりばねの端部を
可動接片に結合する部分の箇所を複数のうちから選択し
て、可動接片の復帰用トルクを複数段階で変更すること
ができる。

【００４２】また本発明によれば、ねじりばねの端部を
光結合装置のケースに結合する部分に段差を設けて、複
数段の復帰用トルクを得ることができる。

【００４３】また本発明によれば、ねじりばねの端部を
結合する部分を選択して、光結合装置の設置姿勢を変え
ても可動接片に作用する復帰用のトルクがほぼ一定とな
るようにすることができ、可動接片付光結合装置を使用
する際の自由度を増加させることができる。

【００４４】また本発明によれば、ねじりばねの端部を
結合する部分を選択して、可動接片が接触する被検出物
体に作用する強度が適切となるように選択することがで
きるので、１種類の可動接片付光結合装置で複数段階の
強度に対応させることができる。

【００４５】また本発明によれば、光結合装置のケース
の取付孔を利用して、複数の姿勢で固定して使用するこ
とができる。

【００４６】また本発明によれば、光結合装置のケース
から突出する固定用フックを用いて、複数の姿勢で固定
して使用することができる。

【００４７】また本発明によれば、低摩擦形のねじりコ
イルばねを用いて、可動接片に作用するトルクの初期ト
ルク域での負荷が少ないリニアなトルク特性を有するよ
うにすることができる。これによって、被検出体が薄く
て弱い紙質の紙などであるときでも、可動接片を変位さ
せて、検出することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の可動接片付光結合装置
２１の左側面図、正面図および斜視図である。

【図２】図１の可動接片付光結合装置２１で復帰ばね３
２の端部を可動接片２７に固定する復帰ばね固定孔３
３，３４，３５を変えてトルク特性を変更する状態を示
す左側面図、部分的な正面図およびグラフである。

【図３】本発明の実施の他の形態の可動接片付光結合装
置４１の左側面図、正面図およびトルクの変更特性を示
すグラフである。

【図４】本発明の実施のさらに他の形態の可動接片付光
結合装置５１の平面図および正面図である。

【図５】図４の実施形態の可動接片付光結合装置５１の
設置方向の変更状態を示す簡略化した側面図である。

【図６】本発明の実施のさらに他の形態の可動接片付光
結合装置６１の右側面図および正面図である。

【図７】図６の実施形態の可動接片付光結合装置６１の
取付姿勢の変更状態を示す簡略化した側面図である。

【図８】本発明の各実施形態で用いる復帰ばね３２を、
通常復帰ばねと低摩擦復帰ばねとして示す部分的な正面
図である。

【図９】図８に示す各復帰ばねを用いたときのトルクの
特性を比較して示すグラフである。

【図１０】従来からの可動接片付光結合装置の側面図お
よび正面図である。

【符号の説明】

２１，４１，５１，６１ 可動接片付光結合装置 ２２，４２，５２，６２ 光結合装置 ２３，４３，５３，６３ ケース ２４ 発光素子 ２５ 受光素子 ２６ 光路 ２７，４７ 可動接片 ２８ 軸 ２９ 遮光部 ３０ 接触部 ３１ 被検出物体 ３２ 復帰ばね ３３，３４，３５ 復帰ばね固定孔 ４４，４５，４６ 段差部 ５４，５５ 取付孔 ５６，６７ 取付板金 ５７ ボルト ６４，６５，６６ フック

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出体に接触して揺動変位する可動接
   片を光結合装置の発光側と受光側との間に介在させる可
   動接片付光結合装置において、 可動接片と光結合装置とに両端がそれぞれ結合され、可
   動接片の揺動変位を復帰させるねじりばねと、 ねじりばねを、可動接片に与える復帰用のトルクが変更
   可能なように支持するトルク変更手段とを含むことを特
   徴とする可動接片付光結合装置。
2. 【請求項２】 前記トルク変更手段として、前記可動接
   片に前記ねじりばねの端部を結合する部分が複数箇所設
   けられ、前記復帰用のトルクを複数段に変更可能である
   ことを特徴とする請求項１記載の可動接片付光結合装
   置。
3. 【請求項３】 前記トルク変更手段として、前記光結合
   装置のケースは、前記ねじりばねの端部を結合する部分
   が複数の段差を有するように形成されていることを特徴
   とする請求項１または２記載の可動接片付光結合装置。
4. 【請求項４】 前記ねじりばねの端部を結合する部分
   は、前記光結合装置の異なる設置姿勢に対応して、前記
   可動接片に作用する復帰用のトルクがほぼ一定となる箇
   所を選択可能なように設けられることを特徴とする請求
   項２または３記載の可動接片付光結合装置。
5. 【請求項５】 前記ねじりばねの端部を結合する部分
   は、前記可動接片が接触する被検出物に作用する強度が
   適切となる箇所を選択可能なように、設けられることを
   特徴とする請求項２または３記載の可動接片付光結合装
   置。
6. 【請求項６】 前記光結合装置のケースは、複数の姿勢
   で固定して使用可能なように、複数方向に穿孔されてい
   る取付孔を有することを特徴とする請求項１〜５のいず
   れかに記載の可動接片付光結合装置。
7. 【請求項７】 前記光結合装置のケースは、複数の姿勢
   で固定して使用可能なように、複数方向に突出する固定
   用フックを有することを特徴とする請求項１〜５のいず
   れかに記載の可動接片付光結合装置。
8. 【請求項８】 前記ねじりばねは、ねじりコイルばねで
   あり、かつ各巻線間に隙間が設けられて摩擦が低減され
   ることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の可
   動接片付光結合装置。