JP2004340841A

JP2004340841A - 光センサ

Info

Publication number: JP2004340841A
Application number: JP2003139791A
Authority: JP
Inventors: Kenji Mizuuchi; 賢二水内
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】移動するシート体等のエッジを検出する光センサにおいて、設置にスペースを必要とせず、コストも低廉とすることができ、さらにラフな位置設定でも好適に使用することができる光センサを提供する。
【解決手段】発光素子３と受光素子４を同一方向に向けて配置し、発光素子３からの光を相対向して配置した鏡体６に反射させて受光素子４で受光すべく発光素子３と受光素子４を一体に備える光センサ１において、受光素子４にのみ集光レンズ５を配設し、発光素子３に集光レンズを設けない。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子からの光を対向面で反射させその反射光を受光する、発光素子と受光素子を一体に備えるタイプの光センサで、光センサと対向面との間を通過して光を遮るシート体等を検出することができる光センサに係り、特に対向面との位置関係を厳密に設定することなく光が遮られるタイミングを正確に検出することができる光センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コピー機等にあっては、移動するシート体の先端が所定位置を通過するタイミングを検出し、このタイミングに同期させて各種機構、回路を駆動させることが行われている。高速印刷が可能なコピー機等では、シート体の移動スピードも速いことから、反応速度が速くかつ正確な光センサが要求されている。そこで、このような要求に対応すべく、図４に示すごとく、指向性を備えるべくそれぞれに集光レンズ５２を有する発光素子５３と受光素子５４を並列させて一体に備えた光センサ５１を、プリズムミラー５５に対向して配置することが行われている。そして、発光素子５３からの拡散光は集光レンズ５２で一定の幅径に収束され、その収束光はプリズムミラー５５でそのまま反射して受光素子５４へと向かい、さらに受光素子５４の集光レンズ５２でスポット的に細く集光されて受光素子５４に届くものである。このように発光素子５３と受光素子５４を一体化することで、検出域を挟んで両側に発光素子と受光素子を配置することによる配線スペースの煩雑さに対処することができるものである。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−７０３０５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の光センサ５１にあっては、発光素子５３と受光素子５４との間には一定程度間隔（数ｍｍ程度）があることから、発光素子からの入射光を反射しかつ入射位置から変位させて反射光を受光素子に戻すためには、対向面に反射体として図４に示すプリズムミラー５５を配設する必要があった。このプリズムミラー５５は、入射光の束をそのままにして位置を変位させて直角に反射させることができるので、受光素子には充分な光量が届き、これにより光路を遮るシート体が、光センサ５１とプリズムミラー５５の間のどこを通過しても受光素子での検出タイミングに誤差が生じないという優れた構造を有している。図５は、この光センサ５１とプリズムミラー５５との間を検出域とし、ここを通過するシート体とプリズムミラー５５との距離に応じて、シート体のエッジを検出する受光素子５４の出力電圧を測定したものであり、このグラフ図では、光センサ５１とプリズムミラー５５の間のどこをシート体が通過しても、受光素子５４によるシート体のエッジの検出タイミングが一定であることを示している。
【０００５】
しかしながら、プリズムミラー５５は、単純な構造の鏡体と比較すると精密かつ複雑で大径な構造であることから、その設置にある程度のスペースが必要となり、かつコストも掛かることを余儀なくされていた。また、発光素子から受光素子に至る光路を正確に設定することで受光素子に充分な光量が届く反面、位置や角度の設定の許容範囲が狭いことから、光センサ５１とプリズムミラー５５との間で位置ズレや角度ズレが生じると受光素子に反射光が届かなくなる虞があった。そのため、プリズムミラー５５が設置される部位は、位置ズレや角度ズレが生じるおそれのある可動部分等の個所に光センサや反射体を設置することはほとんど不可能なことであった。
【０００６】
そこで、位置ズレや角度ズレが生じるおそれのある可動部分等の個所に設ける光センサとして、プリズムミラーに代えて鏡体を対向面に配置することが検討されている。図６は、光センサ５１と鏡体５６との間をシート体５７が通過する状態を示している。しかし、光センサ５１と鏡体５６を平行に配置すると、発光素子５３からの光はそのまま発光素子５３に反射してしまうことから、図７に示すごとく、発光素子からの入射光が受光素子に届くように鏡体５６を傾斜させる必要があった。しかし、鏡体５６を正確に一定の角度に傾斜させることはプリズムミラーの位置設定と同様に難しく、また鏡体５６が傾斜するということは、鏡体５６からの反射光が斜めに受光素子５４に届くこととなり、これにより鏡体５６と受光素子５４の間のどこをシート体が通過するかによって、受光素子による検出タイミングがずれるおそれがあった。図８は、この光センサ５１と鏡体５６との間を検出域とし、ここを通過するシート体と鏡体５６との距離に応じて、シート体のエッジを検出する受光素子５４の出力電圧を測定したグラフ図である。このグラフ図では、受光素子５４に近い領域をシート体が通過するときはエッジの検出が早く、通過するシート体が受光素子５４から離れるほどエッジの検出が遅くなるという、光センサの検出タイミングがずれることを表している。
【０００７】
そこで本発明にあっては、上述した課題を解決すべく、設置にスペースを必要とせず、コストも低廉とすることができ、さらにラフな位置設定でも好適に使用することができる光センサの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光センサは、発光素子と受光素子を同一方向に向けて配置し発光素子からの光を相対向して配置した鏡体に反射させて受光素子で受光すべく発光素子と受光素子を一体に備える光センサにおいて、発光素子と受光素子の何れか一方に集光レンズを配設したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、受光素子にのみ集光レンズを配設したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、発光素子にのみ集光レンズを配設したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光センサ１の第１の実施例を示すものであり、２は外装ケース、３は外装ケース２内の一方に配設されているＬＥＤからなる発光素子、４は外装ケース２内の他方に配設されている受光素子、５は受光素子４の上方に設けられた凸レンズからなる集光レンズ、６は光センサ１の対向面に配設される鏡体である。
【００１２】
このような構成からなる光センサ１において、発光素子３からの発光は拡散して鏡体６方向に向かい、鏡体６の広い範囲で反射し、この反射光の内で集光レンズ５の上方から垂直方向に入射する光の束だけが、集光レンズ５を通じて集光されて受光素子４に到達する。
【００１３】
図２は、この光センサ１を用い、光センサ１と鏡体６との間の検出域７を通過するシート体と鏡体６との距離に応じて、シート体のエッジを検出する受光素子４の出力電圧を測定したものである。前述した図５のグラフ図と比較すると、受光素子４の受光時の出力電圧（Ｈｉｇｈ）が小さく、また光を遮られたときの出力電圧（Ｌｏｗ）が大きいことものの、シート体のエッジを検出したときの肝心な電圧の立ち下がり部分は、シート体が通過する検出域の位置に依存しておらず、急峻なカーブとなっている。これは、この光センサ１に接続する検出回路にとって好適なものである。
【００１４】
図３は、本発明の光センサの第２の実施例を示すものであり、この光センサ７は、外装ケース８内の一方に配設されているＬＥＤからなる発光素子９、外装ケース８内の他方に配設されている受光素子１０、発光素子９の上方に設けられた凸レンズからなる集光レンズ１１とから構成されている。
【００１５】
このような構成からなる光センサ７において、発光素子９からの発光は、集光レンズ１１を通じて収束して鏡体６方向に向かい、鏡体６で反射し、この反射光が受光素子１０に到達する。この実施例にあっても、上述した第１の実施例と同様に、シート体が通過する検出域の位置に依存せずに、シート体のエッジを急峻なカーブで検出することができるものである。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明の光センサによれば、発光素子と受光素子の何れか一方に集光レンズを配設したことで、シート体が通過する検出域の位置に依存することなく、シート体のエッジを急峻なカーブで好適に検出することにより、検出域を挟んで両側に発光素子と受光素子を配置することによる配線スペースの煩雑さに対処し、かつ従来のプリズムも不要として設置にスペースを必要とせず、コストも低廉とすることができ、さらにラフな位置設定でも光が遮られるタイミングを正確に検出することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光センサの第１の実施例を示す説明図である。
【図２】本発明の光センサの第１の実施例におけるシート体のエッジを検出する受光素子の出力電圧を示すグラフ図である。
【図３】本発明の光センサの第２の実施例を示す説明図である。
【図４】従来のプリズムミラーを用いる光センサを示す説明図である。
【図５】従来の光センサにおけるシート体のエッジを検出する受光素子の出力電圧を示すグラフ図である。
【図６】従来の他の光センサにおける使用状態を示す説明図である。
【図７】従来の他の光センサを示す説明図である。
【図８】従来の他の光センサにおけるシート体のエッジを検出する受光素子の出力電圧を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１光センサ
２外装ケース
３発光素子
４受光素子
５集光レンズ
６鏡体
７光センサ
８外装ケース
９発光素子
１０受光素子
１１集光レンズ

Claims

発光素子と受光素子を同一方向に向けて配置し発光素子からの光を相対向して配置した鏡体に反射させて受光素子で受光すべく発光素子と受光素子を一体に備える光センサにおいて、発光素子と受光素子の何れか一方に集光レンズを配設したことを特徴とする光センサ。
受光素子にのみ集光レンズを配設したことを特徴とする請求項１記載の光センサ。
発光素子にのみ集光レンズを配設したことを特徴とする請求項１記載の光センサ。