JP2002335006A

JP2002335006A - 反射型光センサ

Info

Publication number: JP2002335006A
Application number: JP2001138945A
Authority: JP
Inventors: Isao Ogawa; 功小川; Hiroaki Ohira; 弘章大平; Hisashi Sogabe; 寿曽我部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】受光素子の検出出力端における洩れ電流を少
なくし、誤検出の虞を低減した反射型光センサを提供す
る。【解決手段】円形状発光開口２２と円形状受光開口２
３が同一平面内に離間して形成された外囲器２４内に発
光素子２５と受光素子２６を収納し、発光開口２２を介
しインクタンク３９のインク量検知部４０に発光素子２
５の放射する光４３を投射し、インク量検知部４０の反
射する光４３を受光素子２６で受光開口２３を介して受
光するセンサで、発光素子２５の発光部レンズ２７の光
軸に対し発光開口２２の中心が、受光開口２３から離れ
る方向に所定のオフセット量Ｆだけオフセットされてい
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、例えばプリンタの
インクタンクのインク残量検出やインク濃度検出、物体
位置検出用フォトインタラプタ等に好適する反射型光セ
ンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術を図１９乃至図２５を参照して
説明する。図１９は反射型光センサの外形を示す図で、
図１９（ａ）は正面図、図１９（ｂ）は側面図、図１９
（ｃ）は裏面図であり、図２０はインクタンクに対し反
射型光センサを配置した状態を示す断面図であり、図２
１は反射型光センサによる検知動作を説明するための断
面図であり、図２２は反射型光センサの検知特性測定の
ための回路図であり、図２３は空状態のインクタンクを
検知した結果を示す特性図であり、図２４は３連インク
タンクを検知した結果を示す特性図であり、図２５はイ
ンク色によるインクタンク内のインク量に対する検知結
果を示す特性図で、図２５（ａ）は黒インクの特性図、
図２５（ｂ）はシアンインクの特性図、図２５（ｃ）は
マゼンダインクの特性図である。

【０００３】先ず、図１９乃至図２１において、１は反
射型光センサで、発光開口２と受光開口３が形成された
外囲器４内に、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子
５とフォトトランジスタ（ＰｈＴｒ）等の受光素子６
を、各発光部レンズ７及び受光部レンズ８が発光開口２
と受光開口３に各光軸を対応する開口中心に一致させて
臨むよう収納して構成されている。また発光素子５と受
光素子６は、発光部レンズ７及び受光部レンズ８の直径
ｄが例えば１．５ｍｍであり、これらに対し発光開口２
と受光開口３は、それぞれ直径が例えば１．５ｍｍ、
１．０ｍｍの円形状のもので、外囲器４の同一側面に例
えば４ｍｍの開口間隔Ｌを設けて形成されている。

【０００４】そして、このように構成された反射型光セ
ンサ１は、例えばカラープリンタ等の３連に形成された
インクタンク９の底部に設けられたインク量検知部１０
に対向するように配置され、図２０に示すようにインク
タンク９を対向する方向に直交する実線両矢印Ｚ方向に
往復動させるようにして用いられる。またインク量検知
部１０は、インクタンク９を形成するアクリル樹脂等の
光透過性合成樹脂による同時成形によりタンク底部に頂
部をインクタンク９内に突出させるようにして形成され
た直角プリズム１１とタンク外底面に刻設された凹部１
２により構成されている。

【０００５】また、インクタンク９のインク残量を検知
する場合には、対応するインク量検知部１０の直下に、
例えば８ｍｍの所定の離間間隔を置いて対向させ、発光
素子５から放射された光１３は、発光開口２を介してイ
ンクタンク９の外底部に投射される。そして、投射され
た光１３は、インクタンク９内にインク１４が入ってい
る場合には、図２１に示すようにインクタンク９の底部
で屈折しながら透過し、また凹部１２に到達した光１３
は凹部１２で反射し、その反射した光１３が受光開口３
を介して受光素子６に入射する。一方、インクタンク９
内にインク１４が入っていない場合には、インクタンク
９の内底部に突出する直角プリズム１１によって反射
し、また凹部１２に到達した光１３も反射し、それら反
射した光１３が受光開口３を介して受光素子６に入射す
る。

【０００６】そして、上記のように構成された反射型光
センサ１の検知特性は、図２２に示す回路により、例え
ばＶ_ＣＥ＝５Ｖとして測定したところ、次のようになっ
ている。すなわち、空のインクタンク９を反射型光セン
サ１の直上を水平方向に移動させながら、インクタンク
９の全幅にわたり走査した場合に、図２３に示す通り、
受光素子６のコレクタ電流Ｉ_ｃで示す特性曲線は、反射
型光センサ１がインク量検知部１０の直下に有る時に最
大となるようにして、左右略対称に漸増、漸減の連続し
た変化を示すものとなっている。なお、実線の特性曲線
は電流増幅率が最小の規格値をとる受光素子６の場合を
示し、点線の特性曲線は電流増幅率が最大の規格値を取
る場合を示している。

【０００７】また、３連に形成されたインクタンク９の
うち、両端のインクタンク９が空で、真ん中のインクタ
ンク９にインク１４が充填されている場合には、図２２
に示す回路で、例えばＶ_ＣＥ＝３．３Ｖとして測定した
ところ、３連のインクタンク９を反射型光センサ１の直
上を図２０に示すように水平方向に移動させながら、３
連のインクタンク９の全幅にわたり走査した場合、受光
素子６のエミッタに接続された抵抗Ｒ_Ｌ＝４７ｋΩに発
生する出力電圧Ｖ_ｏｕｔは、図２４に示す通りとなって
いる。すなわち、出力電圧Ｖ_ｏｕｔで示す特性曲線は、
反射型光センサ１が両端のインクタンク９のインク量検
知部１０直下に有る時には、略一様に大きく減じまた増
加する谷状の明確な変化をする曲線となっている。また
インク１４が充填されているインクタンク９の下方に反
射型センサ１がある場合には、出力電圧Ｖ_ｏｕｔが略
０．５Ｖの範囲で変動する曲線となっている。

【０００８】なお、インクタンク９に充填されているイ
ンク１４の色により、そのインク１４の充填量に対する
受光素子６の相対ピークコレクタ電流の変化を見ると、
例えば黒色インクでは図２５（ａ）で示すように充填量
が増えるにしたがい漸減する特性曲線となっている。同
様に、シアンインクでも図２５（ｂ）で示すように、ま
たマゼンダインクでも図２５（ｃ）で示すように充填量
が増えるにしたがい漸減する特性曲線となっている。こ
のことからインク１４の色により、詳しく見ると差があ
るものの、大凡の傾向としては差が無いものとなってい
る。

【０００９】しかしながら上記の従来技術においては、
インクタンク９内のインク１４の量によっては、明確に
インク１４の残量検出を行なうことができず誤判断をす
る虞があった。すなわち、インクタンク９内にインク１
４が１００％充填されていても、それを検出した反射型
光センサ１の受光素子６の出力は零でなく、コレクタの
洩れ電流に基づいて出力電圧Ｖ_ｏｕｔが発生する。そし
て、インク１４の残量が少なくなってきた場合に、まだ
インクタンク９内に比較的多めにインク１４が残ってい
たとしても、残量を誤判断して空であるとしてしまう。

【００１０】上記においては、Ｖ_ＣＥ＝３．３Ｖでの検
出動作を行なってコレクタの洩れ電流に基づく略０．５
Ｖ程度の範囲で変動する出力電圧Ｖ_ｏｕｔを検出してい
るが、例えば、Ｖ_ＣＥ＝５Ｖと電圧を上げ、さらに受光
素子６のコレクタ電流Ｉ_ｃを測定してインク１４が充填
されているインクタンク９における検出動作を行なった
場合には、図２４におけるＢ部分に相当する特性曲線
は、後述の図１１にコレクタ電流Ｉ_ＬＥＡＫの特性曲線
Ｘとして示すように、略１０μＡ〜２０μＡ程度の範囲
の値を洩れ電流として示すものとなり、これに基づき抵
抗Ｒ_Ｌに発生する出力電圧Ｖ_ｏｕｔは略０．５Ｖ〜１．
０Ｖ程度の範囲の値となる。

【００１１】このため、残量の誤判断を少なくするよう
例えば誤判断基準を、インク残量がインクタンク９の容
量の１％程度以下とし、これに相当する１０μＡをコレ
クタ電流Ｉ_ＬＥＡＫの洩れ電流の判断基準とした場合に
は、反射型光センサ１の検出特性を全数測定検査し、検
査結果により選別し検出特性を揃える必要が生じてく
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
受光素子の検出出力端における洩れ電流を少なくし、誤
検出の虞を低減することのできる反射型光センサを提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の反射型光センサ
は、発光開口と受光開口が離間して形成された外囲器内
に発光素子と受光素子を収納し、前記発光開口を介し検
知対象に前記発光素子の放射光を投射し、該検知対象か
らの反射光を前記受光素子で前記受光開口を介して受光
する反射型光センサにおいて、前記発光開口又は受光開
口の少なくとも一方が、該開口を介し発受光される所定
方向の光束を制限するように形成されていることを特徴
とするものであり、さらに、前記発光開口と受光開口の
いずれか一方の開口中心位置が、該開口に対向する素子
の発受光光軸と一致していないことを特徴とするもので
あり、さらに、前記発光開口と受光開口とは、それらの
形状または面積のいずれか一方が異なることを特徴とす
るものであり、さらに、前記発光開口と受光開口のいず
れか一方に遮光部材が設けられていることを特徴とする
ものであり、また、発光開口と受光開口が離間して形成
された外囲器内に発光素子と受光素子を収納し、前記発
光開口を介し検知対象に前記発光素子の放射光を投射
し、該検知対象からの反射光を前記受光素子で前記受光
開口を介して受光する反射型光センサにおいて、前記発
光素子の発光光軸に対し前記発光開口が、前記受光開口
から離れる方向にオフセットされていることを特徴とす
るものであり、さらに、オフセット量が、発光素子の発
光部分直径の１／２以下であることを特徴とするもので
あり、さらに、発光素子と受光素子を外囲器に該素子の
リード端子を同一配列方向となるよう収納すると共に、
前記発光素子と受光素子の隣接する前記リード端子を同
極性となるようにしたことを特徴とするものであり、さ
らに、外囲器に収納された発光素子と受光素子を、該外
囲器の所定位置に熱変形させてもうけた突部により固定
したことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態を、図１
乃至図１８参照して説明する。図１は反射型光センサを
示す正面図であり、図２は反射型光センサの外形を示す
図で、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は裏面図であ
り、図３は発光素子、受光素子の外形を示す図で、図３
（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図であり、図４は反
射型光センサ使用時の発光素子と受光素子の接続図であ
り、図５は反射型光センサを実装する部分配線パターン
図であり、図６は反射型光センサ製造時の第１の工程を
示す断面図であり、図７は反射型光センサ製造時の第２
の工程を示す断面図であり、図８は反射型光センサをイ
ンクタンクに対し配置した状態を示す断面図であり、図
９は反射型光センサの検知動作を説明するための断面図
であり、図１０は空状態のインクタンクを検知した結果
を示す特性図であり、図１１はインクが充填された空状
態のインクタンクを検知した結果を示す特性図であり、
図１２はインクタンクにインクを充填した状態での発光
素子光軸に対する発光開口のオフセット量と受光素子の
洩れ電流の関係を示す図であり、図１３はインクタンク
が空の状態での発光素子光軸に対する発光開口のオフセ
ット量と受光素子のコレクタ電流の関係を示す図であ
り、図１４は反射型光センサの第１の変形形態を示す要
部の平面図であり、図１５は反射型光センサの第２の変
形形態を示す図で、図１５（ａ）は発光開口と受光開口
の平面図、図１５（ｂ）は模式的に示す検知特性図であ
り、図１６は反射型光センサの第３の変形形態を示す図
で、図１６（ａ）は発光開口と受光開口の平面図、図１
６（ｂ）は模式的に示す検知特性図であり、図１７は射
型光センサの第４の変形形態を示す図で、図１７（ａ）
は発光開口と受光開口の平面図、図１７（ｂ）は模式的
に示す検知特性図であり、図１８は発光素子からの光を
平坦面で反射させた時の発光素子光軸に対する発光開口
のオフセット量と受光素子のコレクタ電流の関係を示す
図である。

【００１５】先ず、図１乃至図９において、２１は反射
型光センサで、それぞれ直径が例えば１．５ｍｍ、１．
０ｍｍの円形状の発光開口２２と受光開口２３が、同一
側面に例えば４．５ｍｍの開口間隔Ｌ_０を設けて形成さ
れた熱可塑性合成樹脂、例えばポリブチレンテレフタレ
ート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等や熱硬化
性合成樹脂、例えばエポキシ樹脂等により成形された外
囲器２４を備えて構成されている。また外囲器２４は、
下端が開口した略箱形をなし、その発光開口２２と受光
開口２３が形成された側面の裏側面には、反射型光セン
サ２１を固定する際等の位置決め用の突起２４ａが突出
している。

【００１６】そして外囲器２４内には、発光ダイオード
（ＬＥＤ）等の発光素子２５とフォトトランジスタ（Ｐ
ｈＴｒ）等の受光素子２６が、例えば４ｍｍの発光部レ
ンズ２７と受光部レンズ２８の光軸間隔Ｌ_Ｌを設けるよ
うにし、かつ発光部レンズ２７と受光部レンズ２８をそ
れぞれ対応する発光開口２２と受光開口２３に臨ませる
ようにして収納されている。すなわち、発光開口２２
は、受光開口２３から離れる方向に発光素子２５よりも
０．５ｍｍのオフセット量Ｆを設けて形成されているこ
とになる。

【００１７】また、外囲器２４に収納された発光素子２
５と受光素子２６は、それぞれの発光部レンズ２７及び
受光部レンズ２８の直径ｄが、例えば１．５ｍｍであ
り、エポキシ系樹脂で形成された直方体状のパッケージ
２９の下面から、発光素子２５ではアノードリード端子
３０ａとカソードリード端子３０ｋが、また受光素子２
６ではエミッタリード端子３１ｅ、コレクタリード端子
３１ｃが延出している。そして外囲器２４に収納した状
態でも、外囲器２４の下開口２４ｂから各リード端子３
０ａ，３０ｋ，３１ｅ，３１ｃが延出している。さら
に、発光素子２５と受光素子２６とは、発光部レンズ２
７及び受光部レンズ２８を同一側にして、同極性となる
カソードリード端子３０ｋとエミッタリード端子３１ｅ
を隣接させて外囲器２４に収納されている。

【００１８】このように、発光素子２５と受光素子２６
のカソードリード端子３０ｋとエミッタリード端子３１
ｅを隣接させることで、反射型センサ１とした時に、図
４に示すように発光素子２５のカソードＫと受光素子２
６のエミッタＥを直接接続した回路となるカソードリー
ド端子３０ｋとエミッタリード端子３１ｅとが近づいた
状態で形成されることになる。このため、実装基板３２
に形成する反射型センサ１の配線パターン３３も、図５
に示すようにカソードリードホール３４ｋとエミッタリ
ードホール３４ｅを可能な範囲で最近接させることがで
き、実装装置を小型化することができる。なお、３４ａ
はアノードリードホールであり、３４ｃはコレクタリー
ドホールである。

【００１９】また、発光素子２５と受光素子２６を外囲
器２４に収納する製造工程は、先ず、図６に示す第１の
工程において、例えばＰＢＴで形成された外囲器２４に
発光素子２５と受光素子２６を下開口２４ｂから圧入す
る。そして、両素子２５，２６が圧入された外囲器２４
を、先端に直径１ｍｍのかしめ凸端３５が形成され進退
可能に設けられた、例えば１７０℃±５℃に加熱された
かしめピン３６を備える図示しない熱かしめ装置に、外
囲器２４の裏側面をかしめピン３６に対向するよう取り
付ける。

【００２０】続いて、図７に示す第２の工程において、
かしめピン３６を所定ストロークだけ進出させ、略１秒
間かけてかしめ凸端３５により外囲器２４の裏側壁の一
部を熱変形させ、裏側面の下部にかしめ凹部３７を形成
すると共に、裏側面側の内側壁を内方に突出させ、発光
素子２５と受光素子２６のパッケージ２９の下端縁をか
しめ突起３８によってかしめ止めする。このように、か
しめ突起３８によってかしめ止めすることで、発光素子
２５と受光素子２６を外囲器２４内に、より確実に収
納、固定することができる。

【００２１】そして、このように構成された反射型光セ
ンサ２１は、例えばカラープリンタ等の左右方向に１２
ｍｍピッチで３連に配列されたインクタンク３９に対
し、タンク底部３９ａに設けられたインク量検知部４０
に対向するように配置され、インクタンク３９を図８に
示すように、対向する方向に直交する実線両矢印Ｚ_０方
向に往復動させることによって検知動作が行なわれるよ
うして用いられる。またインク量検知部４０は、インク
タンク３９を形成するアクリル樹脂等の光透過性合成樹
脂による同時成形によりタンク底部３９ａに頂部をイン
クタンク３９の内底部に突出させるようにして形成され
た直角プリズム４１と、外底面に刻設された凹部４２に
より構成されている。

【００２２】また、インクタンク３９のインク残量を検
知する場合には、対応するインク量検知部４０の直下
に、例えば８ｍｍの所定の離間間隔Ｄを置いて対向させ
る。これにより、発光素子２５から放射された光４３
は、オフセットされた発光開口２２を介し、受光素子２
６側に放射された光束がカットされるようにしてインク
タンク３９の外底部に投射される。そして、投射された
光４３は、インクタンク３９内にインク４４が入ってい
る場合には、図９に示すようにインクタンク３９の底部
で屈折しながら透過し、また凹部４２に到達した光４３
は凹部４２で反射し、その反射した光４３が受光開口２
３を介して受光素子２６に入射する。一方、インクタン
ク３９内にインク４４が入っていない場合には、インク
タンク３９の内底部に突出する直角プリズム４１によっ
て反射し、また凹部４２に到達した光４３も反射し、そ
れら反射した光４３が受光開口２３を介して受光素子２
６に入射する。

【００２３】そして、上記のように構成された反射型光
センサ２１の検知特性は、従来技術において示した図２
２の回路により、例えばＶ_ＣＥ＝５Ｖとして測定したと
ころ、次のようになっている。すなわち、空のインクタ
ンク３９を反射型センサ２１の直上を水平方向に移動さ
せながら、インクタンク３９の全幅にわたり走査した場
合に、図１０に示す通り、受光素子２６のコレクタ電流
Ｉ_ｃで示す特性曲線は、反射型光センサ２１がインク量
検知部４０の直下に有る時に最大となるようにして、左
右略対称に漸増、漸減の連続した変化を示すものとなっ
ている。なお、実線の特性曲線は電流増幅率が最小の規
格値をとる受光素子２６の場合を示し、点線の特性曲線
は電流増幅率が最大の規格値を取る場合を示している。

【００２４】また、インク４４が充填されたインクタン
ク３９について、同じく図２２の回路により、例えばＶ
_ＣＥ＝５Ｖとして、反射型光センサ２１の直上を水平方
向にインクタンク３９を移動させながらインクタンク３
９の全幅にわたり走査し、受光素子２６のコレクタの洩
れ電流として検出されるコレクタ電流Ｉ_ＬＥＡＫを測定
したところ、図１１に示す特性曲線Ｙの通り、最大でも
略８μＡ程度の少ないものとなっており、抵抗Ｒ_Ｌ＝４
７ｋΩに発生する出力電圧Ｖ_ｏｕｔは略０．４Ｖ以下の
低い値となる。

【００２５】この結果、インク残量の誤判断基準をイン
クタンク３９の容量の１％程度以下とし、これに相当す
る１０μＡをコレクタ電流Ｉ_ＬＥＡＫの洩れ電流の判断
基準とした場合においても、十分にこれを満足するもの
となり、残量の誤判断を起こす虞が低減する。そして、
反射型光センサ２１の検出特性を揃えるための検出特性
選別を行なう必要が無くなる。なお、図１１に示す特性
曲線Ｘは、従来の発光開口と発光素子とをオフセットし
ない場合のもので、この場合のコレクタ電流Ｉ _ＬＥＡＫ
は略１０μＡ〜２０μＡ程度の範囲の誤判断を起こす値
であった。

【００２６】また、上記の実施形態においては、直径
１．５ｍｍの発光開口２２と、これと同直径の発光部レ
ンズ２７の光軸とのオフセット量Ｆを０．５ｍｍとした
が、発光部レンズ２７の直径ｄにより示すオフセット量
Ｆを、受光開口２３に近づく方向をプラスとするように
横軸をとり、インクタンク３９にインク４４を充填した
状態での反射型光センサ２１のコレクタの洩れ電流を縦
軸にとると、図１２に示すようにオフセット量Ｆが−ｄ
から−ｄ／２では最小レベルの洩れ電流を維持し、−ｄ
／２から＋ｄの範囲では洩れ電流は増加傾向を示す。ま
たインク４４が空の状態での反射型光センサ２１のコレ
クタ電流を縦軸にとると、図１３に示すようにオフセッ
ト量Ｆが−ｄ／２から０の範囲で一定となっている。こ
れらから、オフセット量Ｆは−ｄ／２から０の範囲で設
定して、受光素子２６側の光束を制限することが望まし
いことになる。

【００２７】なお、上記の実施形態においては、円形状
の発光開口２２と、同じく円形状の受光開口２３を外囲
器２４の外面の同一平面内に離間して設け、発光素子２
５と受光素子２６を、発光部レンズ２７と受光部レンズ
２８が外面から同一の深さに配置されるよう外囲器２４
に収納したが、開口形状は長円形状、三角形状、方形
状、その他の多角形状等でもよく、また段差のある同一
側外面の各段差面にそれぞれ開口するようにしたり、発
光部レンズ２７と受光部レンズ２８が外面から異なる深
さに配置されるよう外囲器２４に収納したりしてもよ
い。

【００２８】また、発光開口２２を発光部レンズ２７の
光軸に対しオフセットして受光素子２６側の光束を制限
するようにしたが、これに限るものではなく、図１４に
示す第１の変形形態の反射型光センサ２２ａのように遮
光部材４５を、発光開口２２の受光開口２３側を一部閉
塞するように設けてもよい。

【００２９】また、上記の実施形態においては、オフセ
ットした発光開口２２の直径より受光開口２３の直径を
小さなものとしたが、図１５に示す第２の変形形態のよ
うに発光開口２２ａの直径と受光開口２３ａの直径を同
一寸法としてもよい。さらに、図１６に示す第３の変形
形態のように発光開口２２ｂの直径より受光開口２３ｂ
の直径を大寸法とし、同一寸法の場合よりも鈍化した検
出特性としてもよく、またさらに、図１７に示す第４の
変形形態のように発光開口２２ｃの直径より受光開口２
３ｃの直径をより小寸法とし、同一寸法の場合よりも鋭
化した検出特性としてもよい。

【００３０】なおまた、上記の実施形態においては、イ
ンクタンク３９のタンク底部２９ａに設けた凹部４２を
有するインク量検知部４０に反射型光センサ２１を対向
させてインク４４の残量検知を行なうようにした場合を
説明したが、図示しないがオフセットした発光開口２２
を介し、略平坦な検知対象に対して発光素子２６から光
４４を投射し、反射された光４４を受光素子２６で検知
するようにした場合においても、図１８に示すようにオ
フセット量Ｆが−ｄから＋ｄの範囲で増加傾向を示すの
で、オフセット量Ｆを−ｄ／２から０までとした反射型
光センサ２１を用いることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、発光開口と発光素子の光軸とを光束を制限す
るようにして受光素子の検出出力端における洩れ電流を
少なくすることができ、誤検出の虞を大幅に低減するこ
とができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の反射型光センサを示す正
面図である。

【図２】本発明の一実施形態の反射型光センサの外形を
示す図で、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は裏面図で
ある。

【図３】本発明の一実施形態の反射型光センサに係る発
光素子、受光素子の外形を示す図で、図３（ａ）は正面
図、図３（ｂ）は側面図である。

【図４】本発明の一実施形態の反射型光センサ使用時の
発光素子と受光素子の接続図である。

【図５】本発明の一実施形態の反射型光センサを実装す
る部分配線パターン図である。

【図６】本発明の一実施形態に係る反射型光センサ製造
時の第１の工程を示す断面図である。

【図７】本発明の一実施形態に係る反射型光センサ製造
時の第２の工程を示す断面図である。

【図８】本発明の一実施形態の反射型光センサをインク
タンクに対し配置した状態を示す断面図である。

【図９】本発明の一実施形態における反射型光センサの
検知動作を説明するための断面図である。

【図１０】本発明の一実施形態の反射型光センサによる
空状態のインクタンクを検知した結果を示す特性図であ
る。

【図１１】本発明の一実施形態の反射型光センサによる
インクが充填された空状態のインクタンクを検知した結
果を示す特性図である。

【図１２】本発明の一実施形態の反射型光センサによる
インクタンクにインクを充填した状態での発光素子光軸
に対する発光開口のオフセット量と受光素子の洩れ電流
の関係を示す図である。

【図１３】本発明の一実施形態の反射型光センサによる
インクタンクが空の状態での発光素子光軸に対する発光
開口のオフセット量と受光素子のコレクタ電流の関係を
示す図である。

【図１４】本発明の一実施形態の反射型光センサの第１
の変形形態を示す要部の平面図である。

【図１５】本発明の一実施形態の反射型光センサの第２
の変形形態を示す図で、図１５（ａ）は発光開口と受光
開口の平面図、図１５（ｂ）は模式的に示す検知特性図
である。

【図１６】本発明の一実施形態の反射型光センサの第３
の変形形態を示す図で、図１６（ａ）は発光開口と受光
開口の平面図、図１６（ｂ）は模式的に示す検知特性図
である。

【図１７】本発明の一実施形態の反射型光センサの第４
の変形形態を示す図で、図１７（ａ）は発光開口と受光
開口の平面図、図１７（ｂ）は模式的に示す検知特性図
である。

【図１８】本発明の一実施形態の反射型光センサにおけ
る発光素子からの光を平坦面で反射させた時の発光素子
光軸に対する発光開口のオフセット量と受光素子のコレ
クタ電流の関係を示す図である。

【図１９】従来の反射型光センサの外形を示す図で、図
１９（ａ）は正面図、図１９（ｂ）は側面図、図１９
（ｃ）は裏面図である。

【図２０】インクタンクに対し反射型光センサを配置し
た状態を示す断面図である。

【図２１】従来の反射型光センサによる検知動作を説明
するための断面図である。

【図２２】反射型光センサの検知特性測定のための回路
図である。

【図２３】従来の反射型光センサにおいて空状態のイン
クタンクを検知した結果を示す特性図である。

【図２４】従来の反射型光センサにおいて３連インクタ
ンクを検知した結果を示す特性図である。

【図２５】インク色によるインクタンク内のインク量に
対する検知結果を示す特性図で、図２５（ａ）は黒イン
クの特性図、図２５（ｂ）はシアンインクの特性図、図
２５（ｃ）はマゼンダインクの特性図である。

【符号の説明】

２２…発光開口２３…受光開口２４…外囲器２５…発光素子２６…受光素子２７…発光部レンズ２８…受光部レンズ３０ｋ…カソードリード端子３１ｅ…エミッタリード端子３８…かしめ突起３９…インクタンク４０…インク量検知部４１…直角プリズム４２…凹部４３…光４４…インク４５…遮光部材ｄ…レンズ直径Ｆ…オフセット量Ｌ_０…開口間隔Ｌ_Ｌ…光軸間隔

フロントページの続き (72)発明者曽我部寿神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝マイクロエレクトロニクスセンター内Ｆターム(参考） 2C056 EA29 EB20 EB52 FA10 5F089 BA05 BB02 BC02 BC11 BC30 CA21 DA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光開口と受光開口が離間して形成され
た外囲器内に発光素子と受光素子を収納し、前記発光開
口を介し検知対象に前記発光素子の放射光を投射し、該
検知対象からの反射光を前記受光素子で前記受光開口を
介して受光する反射型光センサにおいて、前記発光開口
又は受光開口の少なくとも一方が、該開口を介し発受光
される所定方向の光束を制限するように形成されている
ことを特徴とする反射型光センサ。
【請求項２】前記発光開口と受光開口のいずれか一方
の開口中心位置が、該開口に対向する素子の発受光光軸
と一致していないことを特徴とする請求項１記載の反射
型光センサ。
【請求項３】前記発光開口と受光開口とは、それらの
形状または面積のいずれか一方が異なることを特徴とす
る請求項２記載の反射型光センサ。
【請求項４】前記発光開口と受光開口のいずれか一方
に遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項２
記載の反射型光センサ。
【請求項５】発光開口と受光開口が離間して形成され
た外囲器内に発光素子と受光素子を収納し、前記発光開
口を介し検知対象に前記発光素子の放射光を投射し、該
検知対象からの反射光を前記受光素子で前記受光開口を
介して受光する反射型光センサにおいて、前記発光素子
の発光光軸に対し前記発光開口が、前記受光開口から離
れる方向にオフセットされていることを特徴とする反射
型光センサ。
【請求項６】オフセット量が、発光素子の発光部分直
径の１／２以下であることを特徴とする請求項５記載の
反射型光センサ。
【請求項７】発光素子と受光素子を外囲器に該素子の
リード端子を同一配列方向となるよう収納すると共に、
前記発光素子と受光素子の隣接する前記リード端子を同
極性となるようにしたことを特徴とする請求項５記載の
反射型光センサ。
【請求項８】外囲器に収納された発光素子と受光素子
を、該外囲器の所定位置に熱変形させてもうけた突部に
より固定したことを特徴とする請求項５記載の反射型光
センサ。