JP2011134463A - 検出センサ、および検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】より的確に対象物を検出できる検出センサ、および検出システムを提供すること。
【解決手段】 発光素子２と、受光素子３と、外部から遮蔽された移動空間４３に収容され、且つ、発光素子２から放たれた光を受光素子３に到達させない遮光位置ｐｏと発光素子２から放たれた光を受光素子３に到達させる非遮光位置ｐｐとをとりうる遮光体６と、を備え、遮光体６は、磁力によって、遮光位置ｐｏおよび非遮光位置ｐｐの少なくともいずれかに移動する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、磁力によって対象物を検出する検出センサ、および検出システムに関する。

図２５は、従来の検出センサの一例たる反射型フォトインタラプタ９Ａを示す。フォトインタラプタ９Ａは、基板９１と、発光素子９２と、受光素子９３と、モールド樹脂９４と、遮光樹脂９５とを備える。基板９１は、矩形状平板である。発光素子９２は、基板９１上に配され、赤外線を発光可能である。受光素子９３は、基板９１上に配され、受光した光量に応じた起電力を生じることが可能である。モールド樹脂９４は、発光素子９２および受光素子９３を覆うように、基板９１上に設けられている。遮光樹脂９５は、発光素子９２と受光素子９３との間に配されている。フォトインタラプタ９Ａにおいては、発光素子９２から出射された光が対象物に反射されて受光素子９３に受光された場合、受光素子９３が受光量に応じた起電力を生じる。この起電力に基づき、対象物が検出される。このような従来の検出センサについては、たとえば特許文献１に記載されている。

このような検出センサ９Ａが塵や埃などの異物が多い環境において用いられた場合、モールド樹脂９４に塵や埃などの異物が付着することがある。モールド樹脂９４に付着した塵や埃などの異物は、発光素子９２から出射され受光素子９３へと向かう光を遮る。発光素子９２から出射され受光素子９３へと向かう光が遮られると、検出センサ９Ａによって、的確に対象物を検出できないおそれがある。

特開２００７−１３０５０号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より的確に対象物を検出できる検出センサ、および検出システムを提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供される検出センサは、発光素子と、受光素子と、外部から遮蔽された空間に収容され、且つ、上記発光素子から放たれた光を上記受光素子に到達させない遮光位置と上記発光素子から放たれた光を上記受光素子に到達させる非遮光位置とをとりうる遮光体と、を備え、上記遮光体は、磁力によって、上記遮光位置および上記非遮光位置の少なくともいずれかに移動することを特徴とする。

上記検出センサにおいては、上記遮光体が、外部から遮蔽された上記空間に収容されている。よって、上記発光素子から上記受光素子に至る光が、上記空間の外部の、塵や埃などの異物が多量に存在しうる外部空間を通過する必要がない。そのため、上記検出センサによると、上記光の経路上に上記外部空間から塵や埃などの異物が侵入することを防止できる。その結果、上記遮光体が上記非遮光位置に位置している場合に、上記発光素子から上記受光素子に向かう光が、上記外部空間から侵入した塵や埃などの異物によって遮られることを防止できる。これにより、上記遮光体が上記非遮光位置に位置しているにも関わらず上記発光素子からの光が上記受光素子に到達しにくくなるといった不具合を、抑制できる。したがって、上記検出センサを用いると、より的確に対象物を検出することが可能となる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光素子および上記受光素子を搭載している第１基板と、上記発光素子および上記受光素子を収容し、且つ、上記空間が形成されたケースと、を更に備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１基板は、上記発光素子および上記受光素子が配置された第１面と、上記第１面と反対側の第２面とを有し、上記第１基板は、上記第１面側に形成され、且つ、上記発光素子もしくは上記受光素子が配置されたパッド電極と、上記第２面側に形成され、且つ、上記パッド電極と電気的に接続する実装電極と、を更に有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光素子および上記受光素子は、上記第１基板の厚さ方向において、上記空間と上記第１基板との間に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースに対し上記第１基板と反対側に位置し、且つ、上記空間を塞ぐ第２基板を更に備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記遮光体は、上記第２基板の面内方向に沿って移動可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２基板は、上記空間に臨む反射膜を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射膜および上記ケースは、導電性材料よりなり、上記第１基板は、上記ケースを介して上記反射膜に電気的に接続しているグランド電極を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記遮光体は、上記第２基板の厚さ方向に沿って移動可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記遮光体は、上記第１基板側に臨む反射面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、導電性材料よりなり、上記第１基板は、上記ケースに電気的に接続しているグランド電極を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記空間は、上記第１基板と上記ケースとにより塞がれている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１基板は、上記空間に臨むグランド電極を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記遮光体は、永久磁石である。

本発明の第２の側面によって提供される検出システムは、本発明の第１の側面にかかる検出センサと、上記検出センサの外部に配置され、且つ、磁力を介して、上記遮光体と引き合いまたは斥け合う作用体と、を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記作用体は、対象物が所定の位置にある場合、上記遮光体を上記遮光位置および上記非遮光位置の一方に位置させる検出位置に位置し、上記対象物が上記所定の位置にない場合、上記遮光体を上記遮光位置および上記非遮光位置の他方に位置させる非検出位置に位置し、上記対象物が上記所定の位置にある状態から上記所定の位置にない状態に変化したとき、上記作用体を上記検出位置から上記非検出位置に移動させる機構を更に備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記作用体および上記遮光体の少なくともいずれかは、永久磁石である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態にかかる検出センサの一例を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかる可動体と、機構とを示す図である。 図１に示した検出センサのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図３に示した検出センサの底面図である。 本発明の第１実施形態にかかる検出システムによる対象物の検出方法について説明する図である。 本発明の第１実施形態にかかる検出システムによる対象物の検出方法について説明する図である。 本発明の第１実施形態にかかる検出システムによる対象物の検出方法について説明する図である。 本発明の第１実施形態にかかる検出センサの変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる検出センサの斜視図である。 図１１の検出センサのＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる検出システムによる対象物の検出方法について説明する図である。 本発明の第２実施形態にかかる検出システムによる対象物の検出方法について説明する図である。 本発明の第２実施形態にかかる検出システムによる対象物の検出方法について説明する図である。 本発明の第３実施形態にかかる検出センサの斜視図である。 本発明の第３実施形態にかかる可動体と、機構とを示す図である。 図１７に示した検出センサのＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図である。 図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図である。 図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる検出システムによる対象物の検出方法について説明する図である。 本発明の第３実施形態にかかる検出システムによる対象物の検出方法について説明する図である。 本発明の第３実施形態にかかる検出システムによる対象物の検出方法について説明する図である。 従来の検出センサの断面図である。

図１〜図９を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる検出センサの一例を示す斜視図である。同図に示された検出センサＡ１は、作用体Ｂ１１と、図２に示す可動体Ｂ１２と、機構Ｂ１３とともに、検出システムＣ１として用いられる。このような検出システムＣ１は、たとえばインクジェットプリンタに設けられ、対象物たるプリンタ内の用紙Ｄｃが送給経路上を通過しているか否かを認識するために用いられる。

図３は、図１に示した検出センサＡ１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図３に示した検出センサＡ１の底面図である。これらの図に示した検出センサＡ１は、基板１と、発光素子２と、受光素子３と、ケース４と、基板５と、遮光体６と、ボンディングワイヤＷａ１，Ｗａ２とを備える。図１に示すように、検出センサＡ１は、回路基板Ｓａに面実装される。検出センサＡ１は、たとえば３．６ｍｍ×３．６ｍｍ×１．８ｍｍの直方体形状である。なお、図３の下方が重力方向下方に一致する。

図３、図５、図６に示すように、基板１は、第１面１ａおよび第２面１ｂを有する。基板１は、基材１１と、パッド電極１２１ａ，１２１ｂと、ボンディングパッド１２２ａ，１２２ｂと、グランド電極１２３と、実装電極１２４ａ，１２４ｂ，１２５ａ，１２５ｂと、グランド実装電極１２６とを有する。

基材１１は、たとえばガラスエポキシ樹脂よりなる。基材１１は、たとえば３．６ｍｍ×３．６ｍｍの矩形状平板である。基材１１の厚さは、たとえば０．２ｍｍである。

パッド電極１２１ａ，１２１ｂ、ボンディングパッド１２２ａ，１２２ｂ、グランド電極１２３、実装電極１２４ａ，１２４ｂ，１２５ａ，１２５ｂ、および、グランド実装電極１２６はいずれも、基材１１に形成され、たとえばＣｕ層、Ｎｉ層、およびＡｕ層が積層された構造を有する。パッド電極１２１ａ，１２１ｂ、ボンディングパッド１２２ａ，１２２ｂ、およびグランド電極１２３はいずれも、基板１の第１面１ａ側に形成されている。一方、実装電極１２４ａ，１２４ｂ，１２５ａ，１２５ｂ、およびグランド実装電極１２６はいずれも、基板１の第２面１ｂ側に形成されている。実装電極１２４ａ，１２４ｂ，１２５ａ，１２５ｂ、およびグランド実装電極１２６は、図１に示した回路基板Ｓａに面実装するために用いられる。

パッド電極１２１ａは、基材１１内に形成された図示しないスルーホールを介して、実装電極１２４ａと電気的に接続している。同様に、パッド電極１２１ｂは、基材１１内に形成された図示しないスルーホールを介して、実装電極１２４ｂと電気的に接続している。同様に、ボンディングパッド１２２ａは、基材１１内に形成された図示しないスルーホールを介して、実装電極１２５ａと電気的に接続している。同様に、ボンディングパッド１２２ｂは、基材１１内に形成された図示しないスルーホールを介して、実装電極１２５ｂと電気的に接続している。同様に、グランド電極１２３は、基材１１内に形成された図示しないスルーホールを介して、グランド実装電極１２６と電気的に接続している。

図３、図５に示す発光素子２は、たとえば赤外線を出射可能なＬＥＤ素子である。発光素子２は、たとえば銀ペーストを介して、パッド電極１２１ａにダイボンディングされている。これにより発光素子２は、パッド電極１２１ａと電気的に接続している。一方、発光素子２は、ボンディングワイヤＷａ１を介して、ボンディングパッド１２２ａとも電気的に接続している。

図３、図５に示す受光素子３は、たとえば赤外線を受光可能なフォトトランジスタなどの光電変換素子である。このような光電変換素子は、受けた光の光量に応じた起電力を生じる。受光素子３は、たとえば銀ペーストを介して、パッド電極１２１ｂにダイボンディングされている。これにより受光素子３は、パッド電極１２１ｂと電気的に接続している。一方、受光素子３は、ボンディングワイヤＷａ２を介して、ボンディングパッド１２２ｂとも電気的に接続している。

図３、図４、図５に示すケース４は、基板１の第１面１ａ側に配置されている。ケース４は、たとえば接着剤などにより、基板１に接着されている。ケース４は、全体が直方体形状であり、たとえば、エポキシ樹脂よりなる。本実施形態においては、当該エポキシ樹脂には導電性材料が混入されている。ケース４の大きさは、たとえば、３．６ｍｍ×３．６ｍｍ×１．４ｍｍである。ケース４には、発光素子２を収容する収容空間４１と、受光素子３を収容する収容空間４２とが形成されている。ケース４にはまた、後述の遮光体６を収容する移動空間４３が形成されている。収容空間４１は、移動空間４３と円形の出射口４４を介してつながっている。一方、収容空間４２は、移動空間４３と円形の入射口４５を介してつながっている。ケース４は、グランド電極１２３と接触している部位を有する。そのため、ケース４は、グランド電極１２３と電気的に接続している。

図３に示すように、基板５は、ケース４に対し基板１と反対側に配置されている。基板５は、たとえば接着剤によりケース４と接着されている。基板５は、第１面５ａと、ケース４が位置する側の第２面５ｂとを有する。

本実施形態においては、基板５と、基板１とがケース４に取り付けられていることにより、移動空間４３が塞がれている。これにより、移動空間４３は、検出センサＡ１の外部から遮蔽されている。

基板５は、基材５１と反射膜５２とを有する。

基材５１は、たとえばガラスエポキシ樹脂よりなる。基材５１は、たとえば３．６ｍｍ×３．６ｍｍの矩形状平板である。基材５１の厚さは、たとえば０．２ｍｍである。

反射膜５２は、基材５１に形成されている。反射膜５２は、基板５の第２面５ｂ側に形成されており、移動空間４３に臨む部位を有する。反射膜５２は、たとえばＣｕ層、Ｎｉ層、およびＡｕ層が積層された構造を有する。また、反射膜５２は、ケース４と接触している。そのため、反射膜５２は、ケース４と電気的に接続している。上述のようにケース４は、グランド電極１２３と電気的に接続している。これにより、反射膜５２は、ケース４を介して、グランド電極１２３と電気的に接続している。

図３〜図５に示すように、遮光体６は、ケース４の移動空間４３内に収容されている。遮光体６は、図３の左右方向に延びる長細い形状である。遮光体６は、検出センサＡ１外から作用する磁力を介して、移動空間４３内を移動する。本実施形態において遮光体６は、基板５の面内方向に沿って移動する。このような移動をすることにより遮光体６は、発光素子２からの光が受光素子３へと到達することを適宜阻止する。より具体的には、遮光体６は、移動空間４３内を移動することにより、発光素子２から放たれた光を受光素子３に到達させない遮光位置ｐｏと、発光素子２から放たれた光を受光素子３に到達させる非遮光位置ｐｐと、をとる。遮光体６は、遮光位置ｐｏと非遮光位置ｐｐとをとる形状であればこれらの図に示した形状に限られず、直方体状もしくは円柱形状などの他の形状であってもよい。

図１に示すように、作用体Ｂ１１は、磁力を介して、遮光体６を引きつけるためのものである。本実施形態において、作用体Ｂ１１は、板状の部材である。

磁力を介して互いに引き合う作用体Ｂ１１および遮光体６の例としては、たとえば、作用体Ｂ１１および遮光体６のいずれもが永久磁石である場合が挙げられる。もしくは、作用体Ｂ１１が、たとえば鉄などに代表される、外部磁場が存在するときのみ磁石となる磁性体であり、遮光体６が永久磁石であってもよい。もしくは、作用体Ｂ１１が永久磁石であり、遮光体６が、たとえば鉄などに代表される、外部磁場が存在するときのみ磁石となる磁性体であってもよい。

図２に示すように、可動体Ｂ１２は、用紙Ｄｃの経路上に設けられている。可動体Ｂ１２は、所定軸を中心に、所定角度の範囲で回動可能である。用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にある状態になると、可動体Ｂ１２は所定軸を中心に回動し、姿勢を変える。可動体Ｂ１２の姿勢が変化すると、図示しない伝達機構を介して、作用体Ｂ１１が移動する。

機構Ｂ１３は、用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にある状態から用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にない状態に変化したときに、可動体Ｂ１２を移動させるためのものである。本実施形態において、機構Ｂ１３はバネである。

次に、図７〜図９を用いて、検出システムＣ１による対象物の検出方法について説明する。本実施形態においては当該検出方法の一例として、検出システムＣ１がプリンタに設けられた場合に、対象物たる用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にあるか否かを検出する方法について説明する。

図７（ａ）に示すように、用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にない場合、可動体Ｂ１２は同図に示す位置にある。この場合図７（ｂ）に示すように、作用体Ｂ１１は、図右方に位置している。このとき、遮光体６は、磁力を介して、作用体Ｂ１１に引きつけられ、非遮光位置ｐｐに位置している。遮光体６が非遮光位置ｐｐにあるとき、発光素子２からの光は、出射口４４を通り、反射膜５２によって反射され、入射口４５を通り、受光素子３に到達する。受光素子３に発光素子２からの光が到達しているこのときは、対象物たる用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にない状態であると、認識される。なお、図７（ｂ）に示す作用体Ｂ１１の位置は、本発明で言う非検出位置の一例に相当する。

次に、図８（ａ）に示すように、用紙Ｄｃが送給され、可動体Ｂ１２上を通過する。すると用紙Ｄｃの紙面に押され、可動体Ｂ１２が回動する。そして可動体Ｂ１２の回動が作用体Ｂ１１に伝達され、作用体Ｂ１１は図８（ｂ）の左方へ移動する。同図に示す位置に作用体Ｂ１１が移動すると、遮光体６は、磁力を介して、作用体Ｂ１１に引きつけられることにより、遮光位置ｐｏに移動する。遮光体６が遮光位置ｐｏにあるとき、発光素子２から受光素子３への光の経路は、遮光体６に遮断される。そのため、受光素子３には発光素子２からの光は到達しない。受光素子３に発光素子２からの光が到達していないこのときは、対象物たる用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にある状態であると、認識される。図８（ａ）に示す場合には、可動体Ｂ１２の回動によって、機構Ｂ１３たるバネは縮んだ状態となっている。なお、図８（ｂ）に示す作用体Ｂ１１の位置は、本発明で言う検出位置の一例に相当する。

次に、図９（ａ）に示すように、用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上を通過し終えると、可動体Ｂ１２を押さえるものがなくなる。そのため可動体Ｂ１２は、機構Ｂ１３たるバネの弾性力により、図７（ａ）に示した元の位置に移動する。可動体Ｂ１２の回動は作用体Ｂ１１に伝達され、作用体Ｂ１１は図９（ｂ）の右方に移動する。同図に示す位置に作用体Ｂ１１が移動すると、遮光体６は、磁力を介して、作用体Ｂ１１に引きつけられることにより、再び非遮光位置ｐｐに移動する。上述のように、遮光体６が非遮光位置ｐｐに移動すると、受光素子３には発光素子２からの光が到達することとなる。そのため、対象物たる用紙Ｄｃが送給されていない状態に変化したことが、認識される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

検出センサＡ１においては、遮光体６が、外部から遮蔽された移動空間４３に収容されている。よって、発光素子２から受光素子３に至る光が、塵や埃などの異物が多量に存在しうる、検出センサＡ１外の空間を通過する必要がない。そのため、検出センサＡ１によると、上記光の経路上に検出センサＡ１外から塵や埃などの異物が侵入することを防止できる。その結果、遮光体６が非遮光位置ｐｐに位置している場合に、発光素子２から受光素子３に向かう光が、検出センサＡ１外から侵入した塵や埃などの異物によって遮られることを防止できる。これにより、遮光体６が非遮光位置ｐｐに位置しているにも関わらず発光素子２からの光が受光素子３に到達しにくくなるといった不具合を、抑制できる。したがって、検出センサＡ１を用いると、より的確に対象物を検出することが可能となる。

図３に示したように、検出センサＡ１においては、発光素子２および受光素子３は、基板１の厚さ方向において、移動空間４３と基板１との間に配置されている。すなわち、検出センサＡ１は、遮光体６が基板１の厚さ方向において発光素子２や受光素子３と異なる位置を移動する、いわゆる２段型のセンサである。このような２段型のセンサである検出センサＡ１は、移動空間４３を、基板１の厚さ方向視において発光素子２や受光素子３と重なる位置に配置できる。基板１の厚さ方向視において、移動空間４３が発光素子２や受光素子３と重なる構成は、基板１の厚さ方向視における検出センサＡ１の大きさをより小さくするのに適する。

一般に、樹脂成型のみによって、遮蔽された空間をケース４に形成するのは困難である。一方、検出センサＡ１における移動空間４３を形成するには、ケース４に基板５を取り付ければよい。そのため、上述の困難を伴わずに、遮蔽された移動空間４３を有する検出センサＡ１を製造することができる。したがって、移動空間４３が基板５に塞がれた構成を有する検出センサＡ１は、製造の容易化に適する。

遮光体６は、基板５の面内方向に沿って移動可能に、移動空間４３に収容されている。そのため、遮光体６をたとえば基板５の厚さ方向に沿って移動させる必要がない。したがって、検出センサＡ１は、基板５の厚さ方向における寸法をより小さくするのに適する。

基板５は、反射膜５２を有する。反射膜５２は、発光素子２から放たれた光を受光素子３に向けて反射する。そのため検出センサＡ１は、受光素子３に入射する発光素子２からの光の光量をより多くすることができる。

反射膜５２は、ケース４を介して、グランド電極１２３と電気的に接続している。遮光体６は移動する際に反射膜５２に接触する。そのため、遮光体６には、反射膜５２との摩擦による静電気が帯電しにくい。この結果、静電気が遮光体６に帯電することにより、遮光体６が移動空間４３を移動しにくくなる不具合を抑制することができる。

図１０は、第１実施形態にかかる検出センサＡ１の変形例の断面図である。同図に示された検出センサＡ１’は、基板５が反射膜５２を有さない。検出センサＡ１’における基材５１は、白色の樹脂よりなる。そして、基材５１の図下側の面が反射面５１１とされている。

図１１〜図１６は、本発明の第２実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図１１は、本発明の第２実施形態にかかる検出センサの斜視図である。同図に示した検出センサＡ２は、作用体Ｂ１１とともに、検出システムＣ２として用いられる。図１２は、図１１の検出センサＡ２のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。なお、図１２の下方が重力方向下方に一致する。

図１１〜図１３に示した検出センサＡ２は、第１実施形態にかかる検出センサＡ１と同様に、基板１と、発光素子２と、受光素子３と、ケース４と、基板５と、遮光体６と、ボンディングワイヤＷａ１，Ｗａ２とを備える。本実施形態にかかる検出センサＡ２は、遮光体６が基板５の厚さ方向に沿って移動する点において、検出センサＡ１と主に異なる。基板１、発光素子２、受光素子３、ケース４、およびボンディングワイヤＷａ１，Ｗａ２の具体的構成は、第１実施形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。

本実施形態における基板５は、第１実施形態と異なり、反射膜を有さない。一方、遮光体６が、基板１側に臨む反射面６１を有する。反射面６１は、たとえば遮光体６が鉄などの金属である場合、遮光体６を鏡面加工などを施すことにより形成すればよい。もしくは、遮光体６が、永久磁石と、この永久磁石に接着された金属板とを有する場合もある。この場合には、当該金属板の表面を反射面６１とすればよい。

次に、図１４〜図１６を用いて、検出システムＣ２による対象物の検出方法について説明する。本実施形態においては当該検出方法の一例として、検出システムＣ２によって、コピー機の蓋Ｃｖの開閉状態を検出する方法について説明する。蓋Ｃｖには、作用体Ｂ１１が設けられている。

図１４に示すように、蓋Ｃｖが閉状態であるとき、作用体Ｂ１１は、検出センサＡ２に近接する位置にある。このとき、遮光体６は、磁力を介して、作用体Ｂ１１に引かれ、図上方の非遮光位置ｐｐにある。遮光体６が非遮光位置ｐｐにあるとき、発光素子２から放たれた光は、出射口４４を通り、遮光体６の反射面６１に反射され、入射口４５を通り、受光素子３に到達する。受光素子３に発光素子２からの光が到達しているこのときは、蓋Ｃｖが閉状態であると、認識される。

次に図１５に示すように、蓋Ｃｖが開状態となると、作用体Ｂ１１は、検出センサＡ２から離間する。すると、作用体Ｂ１１と遮光体６との間の引力は小さくなる。そのため、遮光体６は、重力によって、図下方の遮光位置ｐｏへと移動する。遮光体６が遮光位置ｐｏにあるとき、発光素子２から受光素子３に至る光の経路は、遮光体６に遮られる。そのため、受光素子３には発光素子２からの光は到達しない。受光素子３に発光素子２からの光が到達しないこのときは、蓋Ｃｖが開状態であると、認識される。

次に図１６に示すように、再び蓋Ｃｖが閉状態となると、作用体Ｂ１１は検出センサＡ２に接近する。すると、作用体Ｂ１１と遮光体６との引力が大きくなる。そのため、遮光体６は、磁力を介して作用体１１に引きつけられ、非遮光位置ｐｐへと移動する。このとき蓋Ｃｖが再び閉状態となったことが認識される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

検出センサＡ２においては、遮光体６が、遮蔽された移動空間４３に収容されている。よって、発光素子２から受光素子３に至る光が、塵や埃などの異物が多量に存在しうる、検出センサＡ２外の空間を通過する必要がない。そのため、検出センサＡ２によると、上記光の経路上に検出センサＡ２外から塵や埃などの異物が侵入することを防止できる。その結果、遮光体６が非遮光位置ｐｐに位置している場合に、発光素子２から受光素子３に向かう光が、検出センサＡ２外から侵入した塵や埃などの異物によって遮られることを防止できる。これにより、遮光体６が非遮光位置ｐｐに位置しているにも関わらず発光素子２からの光が受光素子３に到達しにくくなるといった不具合を、抑制できる。したがって、検出センサＡ２を用いると、より的確に対象物を検出することが可能となる。

図１２に示したように、検出センサＡ２においては、発光素子２および受光素子３は、基板１の厚さ方向において、移動空間４３と基板１との間に配置されている。すなわち、検出センサＡ２は、遮光体６が基板１の厚さ方向において発光素子２や受光素子３と異なる位置を移動する、いわゆる２段型のセンサである。このような２段型のセンサである検出センサＡ２は、移動空間４３を、基板１の厚さ方向視において発光素子２や受光素子３と重なる位置に配置できる。基板１の厚さ方向視において、移動空間４３が発光素子２や受光素子３と重なる構成は、基板１の厚さ方向視における検出センサＡ２の大きさをより小さくするのに適する。

一般に、樹脂成型のみによって、遮蔽された空間をケース４に形成するのは困難である。一方、検出センサＡ２における移動空間４３を形成するには、ケース４に基板５と取り付ければよい。そのため、上述の困難を伴わずに、遮蔽された移動空間４３を有する検出センサＡ２を製造することができる。したがって、移動空間４３が基板５に塞がれた構成を有する検出センサＡ２は、製造の容易化に適する。

遮光体６は、反射面６１を有する。反射面６１は、発光素子２から放たれた光を受光素子３に向けて反射する。そのため本実施形態にかかる検出センサＡ２は、受光素子３に入射する発光素子２からの光の光量をより多くすることができる。

ケース４は、グランド電極１２３と電気的に接続している。遮光体６が移動する際、ケース４には遮光体６が接触する。そのため、遮光体６には、ケース４との摩擦による静電気が帯電しにくい。この結果、静電気が遮光体６に帯電することにより、遮光体６が移動空間４３を移動しにくくなる不具合を抑制することができる。

図１７〜図２４は、本発明の第３実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図１７は、本実施形態にかかる検出センサの斜視図である。同図に示した検出センサＡ３は、作用体Ｂ１１と、図１８に示す可動体Ｂ１２と、機構Ｂ１３とともに検出システムＣ３として用いられる。このような検出システムＣ３は、第１実施形態にかかる検出システムＣ１と同様に、たとえばインクジェットプリンタに設けられ、対象物たるプリンタ内の用紙Ｄｃが送給経路上を通過しているか否かを認識するために用いられる。

図１９は、図１７に示した検出センサＡ３のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図である。図２０は、図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図である。図２１は、図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う断面図である。なお、図２０の下方が重力方向下方に一致する。

これらの図に示した検出センサＡ３は、上記実施形態にかかる検出センサＡ１，Ａ２と同様に、基板１と、発光素子２と、受光素子３と、ケース４と、遮光体６と、ボンディングワイヤＷａ１，Ｗａ２とを備える。検出センサＡ３は、上記実施形態と異なり、上記実施形態における基板５を備えていない。発光素子２、受光素子３、ボンディングワイヤＷａ１，Ｗａ２の具体的構成は、上述の実施形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。

本実施形態では、基板１におけるグランド電極１２３、およびグランド実装電極１２６の配置は、上述の実施形態と異なる。図２０に示すように、グランド電極１２３、およびグランド実装電極１２６は、基材１１の中央に配置されている。

図１９〜図２１に示すように、ケース４に形成される移動空間４３は、収容空間４１と収容空間４２とに挟まれている。また移動空間４３は、基板１に塞がれている。

遮光体６は、移動空間４３内に収容され、且つ、グランド電極１２３に接触している。遮光体６は、図１９の上下方向に沿って、移動空間４３内を移動する。

次に、図２２〜図２４を用いて、検出システムＣ３による対象物の検出方法について説明する。本実施形態においては当該検出方法の一例として、検出システムＣ３がプリンタに設けられた場合に、対象物たる用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にあるか否かを検出する方法について説明する。以下で説明する検出方法は、第１実施形態で述べた検出方法とほぼ同様である。

図２２（ａ）に示すように、用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にない場合、可動体Ｂ１２は同図に示す位置にある。この場合図２２（ｂ）に示すように、作用体Ｂ１１は、図上方に位置している。このとき、遮光体６は、磁力を介して、作用体Ｂ１１に引きつけられ、非遮光位置ｐｐに位置している。遮光体６が非遮光位置ｐｐにあるとき、発光素子２からの光は、出射口４４と入射口４５とを通り、受光素子３に到達する。受光素子３に発光素子２からの光が到達しているこのときは、対象物たる用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にない状態であると、認識される。なお、図２２（ｂ）に示す作用体Ｂ１１の位置は、本発明で言う非検出位置の一例に相当する。

次に、図２３（ａ）に示すように、用紙Ｄｃが送給され、可動体Ｂ１２上を通過する。すると用紙Ｄｃの紙面に押され、可動体Ｂ１２が回動する。そして可動体Ｂ１２の回動が作用体Ｂ１１に伝達され、作用体Ｂ１１は図２３（ｂ）の下方へ移動する。同図に示す位置に作用体Ｂ１１が移動すると、遮光体６は、磁力を介して、作用体Ｂ１１に引きつけられることにより、遮光位置ｐｏに移動する。遮光体６が遮光位置ｐｏにあるとき、発光素子２から受光素子３への光の経路は、遮光体６に遮断される。そのため、受光素子３には発光素子２からの光は到達しない。受光素子３に発光素子２からの光が到達していないこのときは、対象物たる用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上にある状態であると、認識される。図２３（ａ）に示す場合には、可動体Ｂ１２の回動によって、機構Ｂ１３たるバネは縮んだ状態となっている。なお、図２３（ｂ）に示す作用体Ｂ１１の位置は、本発明で言う検出位置の一例に相当する。

次に、図２４（ａ）に示すように、用紙Ｄｃが可動体Ｂ１２上を通過し終えると、可動体Ｂ１２を押さえるものがなくなる。そのため可動体Ｂ１２は、機構Ｂ１３たるバネの弾性力により、図２２（ａ）に示した元の位置に移動する。可動体Ｂ１２の回動は作用体Ｂ１１に伝達され、作用体Ｂ１１は図２４（ｂ）の上方へ移動する。同図に示す位置に作用体Ｂ１１が移動すると、遮光体６は、磁力を介して、作用体Ｂ１１に引きつけられることにより、再び非遮光位置ｐｐに移動する。上述のように、遮光体６が非遮光位置ｐｐに移動すると、受光素子３には発光素子２からの光が到達することとなる。そのため、対象物たる用紙Ｄｃが送給されていない状態に変化したことが、認識される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

検出センサＡ３においては、遮光体６が、遮蔽された移動空間４３に収容されている。よって、発光素子２から受光素子３に至る光が、塵や埃などの異物が多量に存在しうる、検出センサＡ３外の空間を通過する必要がない。そのため、検出センサＡ３によると、上記光の経路上に検出センサＡ３外から塵や埃などの異物が侵入することを防止できる。その結果、遮光体６が非遮光位置ｐｐに位置している場合に、発光素子２から受光素子３に向かう光が、検出センサＡ３外から侵入した塵や埃などの異物によって遮られることを防止できる。これにより、遮光体６が非遮光位置ｐｐに位置しているにも関わらず発光素子２からの光が受光素子３に到達しにくくなるといった不具合を、抑制できる。したがって、検出センサＡ３を用いると、より的確に対象物を検出することが可能となる。

図２０、図２１に示したように、検出センサＡ３においては、移動空間４３は、発光素子２や受光素子３とが配置された基板１により塞がれている。そのため、検出センサＡ３は、移動空間４３が、基板１の厚さ方向において発光素子２や受光素子３と同じ位置にある、いわゆる１段型のセンサである。このような１段型のセンサである検出センサＡ３は、基板の厚さ方向における寸法をより小さくするのに適する。

一般に、樹脂成型のみによって、遮蔽された空間をケース４に形成するのは困難である。一方、検出センサＡ３における移動空間４３を形成するには、ケース４に基板１を取り付ければよい。そのため、上述の困難を伴わずに、遮蔽された移動空間４３を有する検出センサＡ３を製造することができる。したがって、移動空間４３が基板１に塞がれた構成を有する検出センサＡ３は、製造の容易化に適する。

また、移動空間４３は、発光素子２と受光素子３とが配置された基板１に塞がれている。このような構成においては、移動空間４３を塞ぐために基板１と異なる基板を用いる必要がない。これは、基板１と異なる基板をケース４に取り付ける作業を省くことができ、検出センサＡ３の製造工程の簡素化に適する。

検出センサＡ３において、遮光体６は、移動する際、グランド電極１２３に接触する。そのため遮光体６には、グランド電極１２３との摩擦による静電気が帯電しにくい。この結果、静電気が遮光体６に帯電することにより、遮光体６が移動空間４３を移動しにくくなる不具合を抑制することができる。

本発明の範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。上述の実施形態においては、作用体と遮光体とが磁力を介して互いに引き合う構成について説明したが、作用体と遮光体とが磁力を介して互いに斥け合う構成を採用してもよい。また必ずしも、ケースは導電性材料よりなる必要はない。

また、上述の実施形態においては、発光素子が赤外線を発光し、受光素子が赤外線を受光する例を示したが、発光素子が赤外線と異なる波長の光であるたとえば可視光を発光し、受光素子が赤外線と異なる波長の光である可視光を受光する構成を採用してもよい。

第１実施形態にかかる検出センサＡ１を、同実施形態において示した配置状態から傾けて用いてもよい。たとえば検出センサＡ１を、遮光体６が重力に従い遮光位置ｐｏもしくは非遮光位置ｐｐに移動するように配置し、第２実施形態で述べた用途に用いてもよい。この場合、検出センサＡ１とともに作用体Ｂ１１を用いる必要はあるが、可動体Ｂ１２および機構Ｂ１３を用いなくてもよい。

第３実施形態にかかる検出センサＡ３を、同実施形態において示した配置状態から傾けて用いてもよい。たとえば検出センサＡ３を、遮光体６が重力に従い遮光位置ｐｏもしくは非遮光位置ｐｐに移動するように配置し、第２実施形態で述べた用途に用いてもよい。この場合、検出センサＡ３とともに作用体Ｂ１１を用いる必要はあるが、可動体Ｂ１２および機構Ｂ１３を用いなくてもよい。

第２実施形態にかかる検出センサＡ２を、同実施形態において示した配置状態から傾けて配置し、第１実施形態で示した可動体Ｂ１２と、機構Ｂ１３とともに用いてもよい。

第１実施形態および第３実施形態では、可動体Ｂ１２上に対象物たる用紙Ｄｃがない場合に遮光体６が非遮光位置ｐｐに位置し、可動体Ｂ１２上に用紙Ｄｃがある場合に遮光体６が遮光位置ｐｏに位置する例を説明したが、これらの組み合わせを逆にしてもよい。すなわち、可動体Ｂ１２上に対象物たる用紙Ｄｃがない場合に遮光体６が遮光位置ｐｏに位置し、可動体Ｂ１２上に用紙Ｄｃがある場合に遮光体６が非遮光位置ｐｐに位置する構成を採用してもよい。

Ａ１，Ａ１’，Ａ２，Ａ３ 検出センサ
Ｂ１１ 作用体
Ｂ１２ 可動体
Ｂ１３ 機構
Ｄｃ 用紙
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 検出システム
１ （第１）基板
１１ 基材
１２１ａ，１２１ｂ パッド電極
１２２ａ，１２２ｂ ボンディングパッド
１２３ グランド電極
１２４ａ，１２４ｂ 実装電極
１２５ａ，１２５ｂ 実装電極
１２６ グランド実装電極
１ａ 第１面
１ｂ 第２面
２ 発光素子
３ 受光素子
４ ケース
４１，４２ 収容空間
４３ 移動空間（空間）
４４ 出射口
４５ 入射口
５ （第２）基板
５１ 基材
５１１ 反射面
５２ 反射膜
５ａ 第１面
５ｂ 第２面
６ 遮光体
６１ 反射面
ｐｏ 遮光位置
ｐｐ 非遮光位置
Ｓａ 回路基板
Ｃｖ 蓋
Ｗａ１，Ｗａ２ ボンディングワイヤ

Claims (17)

1. 発光素子と、
   受光素子と、
   外部から遮蔽された空間に収容され、且つ、上記発光素子から放たれた光を上記受光素子に到達させない遮光位置と上記発光素子から放たれた光を上記受光素子に到達させる非遮光位置とをとりうる遮光体と、を備え、
   上記遮光体は、磁力によって、上記遮光位置および上記非遮光位置の少なくともいずれかに移動することを特徴とする、検出センサ。
2. 上記発光素子および上記受光素子を搭載している第１基板と、
   上記発光素子および上記受光素子を収容し、且つ、上記空間が形成されたケースと、を更に備える、請求項１に記載の検出センサ。
3. 上記第１基板は、上記発光素子および上記受光素子が配置された第１面と、上記第１面と反対側の第２面とを有し、
   上記第１基板は、
   上記第１面側に形成され、且つ、上記発光素子もしくは上記受光素子が配置されたパッド電極と、
   上記第２面側に形成され、且つ、上記パッド電極と電気的に接続する実装電極と、
   を更に有する、請求項２に記載の検出センサ。
4. 上記発光素子および上記受光素子は、上記第１基板の厚さ方向において、上記空間と上記第１基板との間に配置されている、請求項２または３に記載の検出センサ。
5. 上記ケースに対し上記第１基板と反対側に位置し、且つ、上記空間を塞ぐ第２基板を更に備える、請求項２ないし４のいずれかに記載の検出センサ。
6. 上記遮光体は、上記第２基板の面内方向に沿って移動可能である、請求項５に記載の検出センサ。
7. 上記第２基板は、上記空間に臨む反射膜を有する、請求項６に記載の検出センサ。
8. 上記反射膜および上記ケースは、導電性材料よりなり、
   上記第１基板は、上記ケースを介して上記反射膜に電気的に接続しているグランド電極を有する、請求項７に記載の検出センサ。
9. 上記遮光体は、上記第２基板の厚さ方向に沿って移動可能である、請求項５に記載の検出センサ。
10. 上記遮光体は、上記第１基板側に臨む反射面を有する、請求項９に記載の検出センサ。
11. 上記ケースは、導電性材料よりなり、
    上記第１基板は、上記ケースに電気的に接続しているグランド電極を有する、請求項１０に記載の検出センサ。
12. 上記空間は、上記第１基板と上記ケースとにより塞がれている、請求項２または３に記載の検出センサ。
13. 上記第１基板は、上記空間に臨むグランド電極を有する、請求項１２に記載の検出センサ。
14. 上記遮光体は、永久磁石である、請求項１ないし１３のいずれかに記載の検出センサ。
15. 請求項１ないし１４のいずれかに記載の検出センサと、
    上記検出センサの外部に配置され、且つ、磁力を介して、上記遮光体と引き合いまたは斥け合う作用体と、を備える、検出システム。
16. 上記作用体は、対象物が所定の位置にある場合、上記遮光体を上記遮光位置および上記非遮光位置の一方に位置させる検出位置に位置し、上記対象物が上記所定の位置にない場合、上記遮光体を上記遮光位置および上記非遮光位置の他方に位置させる非検出位置に位置し、
    上記対象物が上記所定の位置にある状態から上記所定の位置にない状態に変化したとき、上記作用体を上記検出位置から上記非検出位置に移動させる機構を更に備える、請求項１５に記載の検出システム。
17. 上記作用体および上記遮光体の少なくともいずれかは、永久磁石である、請求項１５または１６に記載の検出システム。

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