JP2706847B2 - 光結合装置およびこれを利用した情報機器 - Google Patents

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たプリンター、フアクシミリ、
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（フオトインタラプタ）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１に電流を流して発光さ
せ、受光素子２にこの光がスレツシユ光量以上入光して
いるか否かにより、HighまたはLowの出力を行なう。

＜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。

これに対応するため、第11図の如く、複写機内の制御
装置５に上記結合装置を用いた検出センサ６からの検知
状態を出力する場合、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、機器内の配線が煩雑となり、機器の小型化の妨げに
なつている。

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10と、受光素子11と、外部制御装置12から
の１本の信号ライン29に接続され前記発光素子10および
受光素子11の駆動制御を行う制御素子13とをケース16内
に一体的に備え、被検出物の有無を無接点で検出し、被
検出物を光学的に検知する部位を複数箇所有する情報機
器に使用される光結合装置であつて、前記制御素子13
に、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装置12に検
出結果を出力する作動手段27とが設けられたものであ
る。

また、請求項２では、第４図の如く、請求項１記載の
光結合装置が、被検出物を光学的に検知する必要がある
複数箇所の部位にそれぞれ配設され、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32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
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、被検出物を光学的に検知する必要がある複数箇
所の部位にそれぞれ配設され、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とが設けられたものである。

請求項６では、第９図の如く、請求項５記載の光結合
装置が、被検出物を光学的に検知する必要がある複数箇
所の部位にそれぞれ配設され、これら光結合装置が外部
制御装置12に順に直接列続されたものである。

＜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機状態とする。一方、
一致した場合は、発光素子10および受光素子11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11の電源をオフ
にし待機状態へ戻る。

したがつて、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
号ライン29でデータ信号を伝送することができるので、
大巾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、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
態が検知状態記憶手段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たと
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12へ出力され、外部制御装置
12内でこの識別符号に対応した検知状態の書き変えが行
なわれる。

したがつて、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。

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、この信号によつて駆動手段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じ動作が行なわれる。

したがつて、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12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。

＜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
装置の制御ブロツク図、第２図は同じくそのフローチヤ
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
テム例を示す図である。

本実施例の光結合装置（透過型フオトインタラプタ）
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10および受光素子11の駆動制御を行なう制御
素子（IC）13とから成る。

前記発光素子10および受光素子11は、プリント基板14
上に搭載され、被検出物が通過する通過路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10、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10および受光素子11を駆動制御する制
御部（コントロールロジツク）19と、外部制御装置12と
前記制御部19との間で一時データを保持するレジスタ部
（I/Oバツフアレジスタ）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、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11を駆
動するためのタイマ23とから構成されている。そして、
制御素子13は受光素子11とは別に１チツプ化されてい
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11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とを有している。

ここで、第２図に示したフローチヤートに従い上記光
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（S1）。

なお、アドレスの書き込みは、外部制御装置12を有す
る機器への取付け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け後、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。

次に、外部制御装置12からデータ信号が送られてき
て、アドレス信号が入力されたとき、外部制御装置12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21
に記憶された自分のアドレスと一致するかどうか制御部
19の判別手段26にて判断する（S2）。

このとき、アドレスが一致しない場合は待期状態とす
る。

一方、アドレスが一致した場合は、作動手段27により
発光素子10および受光素子11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11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12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
流をカツトまたは減少させて、待期状態へ戻る。

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が自己のアドレス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
て外部制御装置12に検出結果を出力する作動手段27とを
設けることにより、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
た検出センサ28とを１本の信号ライン29で接続すること
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。

したがつて、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、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
装置の制御ブロツク図、第６図は同じくそのフローチヤ
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との入出力を行ない、かつ発光素子
10および受光素子11を駆動制御する制御部31と、外部制
御装置12と前記制御部31との間で一時データを保持する
レジスタ部（I/Oバツフアレジスタ）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10をパルス駆動する発振器33と、その同期信号をと
つて検出を行なうための復調回路34とから構成されてい
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10および受光素子11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ヤートに従い、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
る機器への取付け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け後、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によつて作られたパルスにより発光素子10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記憶メモリ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つ
ている。

このように、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10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
装置の制御ブロツク図、第８図は同じくそのフローチヤ
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
10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12と前記
制御部41との間で一時データを保持するレジスタ部（I/
Oバツフアレジスタ）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11を駆動するためのタイ
マ23とから構成されている。

前記制御部41は、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ヤートに従い、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、この信号によつて駆動手段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。

データ出力後、タイマ23の作動により発光素子10およ
び受光素子11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（信号ラインシヨート）。

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′は内部的にシヨート
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
如く、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ンサ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。

したがつて、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
オトインタラプタであつたが、反射型フオトインタラプ
タであつてもよい。また、制御素子13は受光素子11と別
チツプとしたが、受光素子11と１チツプ化してもよい。

＜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、被検
出物を光学的に検知する必要がある複数箇所の部位にそ
れぞれ配設された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に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
置の制御ブロツク図、第２図は同じくそのフローチヤー
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ツク図、第
６図は同じくそのフローチヤート、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ツク
図、第８図は同じくそのフローチヤート、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10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。 10:発光素子、11: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、29,46: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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 昌宏 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 小鉢 光夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−198702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−226996（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−128050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−127778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−33798（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−157662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−126351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−193629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−143976（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−128585（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光素子と、受光素子と、外部制御装置か
   らの１本の信号ラインに接続され前記発光素子および受
   光素子の駆動制御を行う制御素子とをケース内に一体的
   に備え、被検出物の有無を無接点で検出し、被検出物を
   光学的に検知する部位を複数箇所有する情報機器に使用
   される光結合装置であつて、前記制御素子に、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２】請求項１記載の光結合装置が、被検出物を
   光学的に検知する必要がある複数箇所の部位にそれぞれ
   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. 【請求項３】発光素子と、受光素子と、外部制御装置か
   らの１本の信号ラインに接続され前記発光素子および受
   光素子の駆動制御を行う制御素子とをケース内に一体的
   に備え、被検出物の有無を無接点で検出し、被検出物を
   光学的に検知する部位を複数箇所有する情報機器に使用
   される光結合装置であつて、前記制御素子に、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４】請求項３記載の光結合装置が、被検出物を
   光学的に検知する必要がある複数箇所の部位にそれぞれ
   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. 【請求項５】発光素子と、受光素子と、外部制御装置ま
   たは他の光結合装置に接続され前記発光素子および受光
   素子の駆動制御を行う制御素子とをケース内に一体的に
   備え、被検出物の有無を無接点で検出し、被検出物を光
   学的に検知する部位を複数箇所有する情報機器に使用さ
   れる光結合装置であつて、前記制御素子に、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６】請求項５記載の光結合装置が、被検出物を
   光学的に検知する必要がある複数箇所の部位にそれぞれ
   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。