JP3606547B2

JP3606547B2 - 反射型光結合装置

Info

Publication number: JP3606547B2
Application number: JP1917799A
Authority: JP
Inventors: 穣大西
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: JP2000219363A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタなどの用紙搬送系において用紙の検出に用いられる反射型光結合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ装置、プリンタなどのオフィスオートメーション機器、および印刷機などにおける用紙搬送系には、センサを備えた検紙システムが組み込まれている。光反射センサは、被検出体と接触しない状態で被検出体を検出する非接触センサである。光反射センサとして、反射型フォトインタラプタと称される反射型光結合装置が知られている。この装置は、発光ダイオードなどの発光素子と、フォトトランジスターなどの受光素子とを備え、発光素子からの光信号を、用紙搬送系を移動する遮光被検紙に照射し、被検紙面で反射する反射光信号を受光素子で受光し電気信号に変換して出力する。
【０００３】
従来の反射型光結合装置は、例えば、図５および図６に示す構造を備え、図７に示すように検紙システムの板金に固定される。図５は、従来の反射型光結合装置の断面図、そして図６はその平面図である。
【０００４】
図５および図６に示す反射型光結合装置１００は、ボディ１０、発光素子２０ａ、受光素子２０ｂ、カバー４０、および裏蓋５０を備える。上記ボディ１０は遮光性樹脂からなる。発光素子２０ａおよび受光素子２０ｂは、それぞれ、同一フレーム２１上に配置され、透光性樹脂体に封入された発光ダイオードおよびフォトダイオードである。
【０００５】
発光素子２０ａおよび受光素子２０ｂは、遮光性樹脂ボディ１０内に封入され、カバー４０は、発光素子２０ａおよび受光素子２０ｂの前面に位置し、そしてカバー４０および裏蓋５０は、ぞれぞれ上記ボディ１０に嵌合している。
【０００６】
裏蓋５０は、取り付け穴５１および位置決め用ピン５２を備え、これによって検紙システムの板金に反射型光結合装置を固定する。
【０００７】
発光素子２０ａおよび受光素子２０ｂを覆うカバー４０は、透光性樹脂から成り、発光素子２０ａおよび受光素子２０ｂの前面に集光レンズ部４１ａおよび４１ｂを形成する。発光素子２０ａおよび受光素子２０ｂとの間、集光レンズ部４１ａおよび４１ｂとの間との間は、ボディ１０の一部である遮光性樹脂により遮光されている。
【０００８】
発光素子２０ａを出た光は、集光レンズ部４１ａにより集光されて被検出体６０に向かう光軸を持つ光束となって、被検出体６０に照射される。被検出体６０の表面で反射された光は、集光レンズ部４１ｂにより集光されて受光素子２０ｂに向かう光軸を持つ光束となって、受光素子２０ｂに入射し光電変換されて電気信号を出力する。被検出体６０が存在しない場合、電気信号は出力されない。
【０００９】
図７は、従来の用紙搬送系の一例を示す。この用紙搬送系は、反射型光結合装置５５、センサ取り付け板９０、および一対の対向するガイド板７０および８０を備える。センサ取り付け板９０は、板金であるガイド板８０に固定されている。ガイド板７０および８０は、通常２〜４ｍｍの一定の間隔（Ｘ）を置いて配置され、被検出体が通過する搬送路を形成する。図７中の矢印は紙６０の搬送方向を示す。ガイド板７０および８０には、抜き穴７１および８１が設けられ、反射型光結合装置５５の照射光および反射光の光束を通過を可能にし、被検出体６０の有無を検出する。抜き穴７１および８１の面積が大きいと、これらの穴に用紙が引っかかりやすくなり紙づまりの原因となる。
【００１０】
センサ取り付け板９０は、図８に示すように、センサ取り付け用穴９１および９２を有する。穴９１および９２の一方は、反射型光結合装置の位置決め用ピン５２（図５に示す）と嵌合し、他方の穴は、ビス締結可能なように反射型光結合装置の穴５１（図５および図６に示す）と適合し、それによって反射型光結合装置をセンサ取り付け板に固定する。次いで、反射型光結合装置は、抜き穴７１および８１に対して位置合わせしてガイド板８０に取り付けられる。位置合わせは、照射光および反射光の光束が、抜き穴７１および８１を通過するようにガイド板８０にセンサ取り付け板金ごと行われる。この位置合わせ作業は、反射型光結合装置の交換の際にも必要である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の図７に示されるような用紙検出系では、ガイド板８０に反射型光結合装置を取り付けるためにセンサ取り付け板９０を必要とし、しかも煩雑な位置合せ作業を行なわなければならない。また、ガイド板８０とセンサ取り付け板９０との間の隙間が小さいため、センサ取り付け板９０をとりはずさずに、反射型光結合装置だけを交換することも困難である。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その目的は、集光された光束を持つ反射型光結合装置であるにもかかわらず、その取り付けを容易かつ確実に行うことができ、複写機、プリンタなどの用紙搬送系に対して取り付け自由度の高い反射型光結合装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発光素子および受光素子を収容する箱体、およびこの箱体を板金に取り付けるための係合手段を備えた反射型光結合装置に関し、上記発光素子の光軸および上記受光素子の光軸の交点が、反射型光結合装置の長軸に対して垂直方向に伸びる検出中心軸を規定し、そして上記係合手段は、上記両方の光軸を含む平面に平行に伸びる側壁を備えた板金取り付け穴であって、この取り付け穴は、上記検出中心軸に関してほぼ対称な形状に作製される。
【００１４】
１つの実施形態では、上記箱体は機械的に分離可能な裏蓋を備え、この裏蓋に前記板金取り付け穴が設けられる。
【００１５】
好ましくは、上記裏蓋は、上記箱体と嵌合するための手段を備える。代表的には、この嵌合手段は、フックまたは圧入手段であり得る。
【００１６】
好ましくは、上記板金取り付け穴は嵌合手段を備え、これによって板金に嵌合する。
【００１７】
好ましくは、上記板金取り付け穴は、階段状の形状を有する。
【００１８】
好ましくは、上記箱体は、上記検出中心軸に関してほぼ対称な形状を有し、この検出中心軸に平行に伸びる箱体の１つの側面に外部接続コネクタが配置される。
【００２０】
本発明は、１つの局面では、センサアセンブリに関し、このセンサアセンブリは、発光素子および受光素子を備えた反射型光結合装置と、センサ取り付け部とを備え、上記反射型光結合装置は、上記発光素子および上記受光素子を収容する箱体、およびこの箱体を板金に取り付けるための係合手段を備え、ここで、上記発光素子の光軸および上記受光素子の光軸の交点が、上記反射型光結合装置の長軸に対して垂直方向に伸びる検出中心軸を規定し、そして上記係合手段が、該両方の光軸を含む平面に平行に伸びる側壁を備え、上記検出中心軸に関してほぼ対称な形状に作製された板金取り付け穴であって、これによって上記センサ取り付け部に係合する。
【００２１】
上記センサ取り付け部は、用紙搬送系の板金の一部であり得る。
【００２２】
以下に本発明の作用を説明する。
【００２３】
本発明の反射型光結合装置は、発光素子および受光素子の光軸を含む平面と平行に伸びる側壁を備えた板金取り付け穴を備え、これを介して複写機、プリンタなどの用紙搬送系のセンサ取り付け部に直接取り付けられるため、従来のようなセンサ取り付け板を必要とせず、煩雑な位置合わせ作業を行う必要がない。このため、反射型光結合装置の交換が容易で用紙搬送系のメンテナンス性が向上する。また、板金取り付け穴は、階段状の側壁を備え、対向する上記発光素子および受光素子を含む平面と平行に伸びる側壁との間で複数の異なる長さの間隙を形成するので、異なる板厚のセンサ取り付け部に対応可能である。さらに、発光素子および受光素子を備えた箱体、ならびに板金取り付け穴が、検出中心軸に関してほぼ対称である形状を備えるので、箱体の短軸に平行な一対のいずれの側面にも外部接続コネクターを配置でき、装置の用紙搬送系に対する取り付け自由度が高い。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の反射型光結合装置２００を図１および図２に示す。図１および図２に示す実施形態では、本発明の反射型光結合装置は、ボディ１０、発光素子２０ａ、受光素子２０ｂ、カバー４０、および裏蓋３０を備える。ボディ１０は、発光素子２０ａおよび受光素子２０ｂを収容して箱体を構成し、裏蓋３０と嵌合している。裏蓋３０は、ボディ１０を収容するための凹部３５を有し、その側壁に配置されたフック３６でボディ１０に勘合する。上記ボディ１０は遮光性樹脂からなる。この実施形態では、裏蓋３０以外は、図５〜図８に示した従来型の光結合装置と同じ構造を有する。
【００２５】
遮光性樹脂からなるボディ１０は、平板状のベース部１１および突出部１２を有し、突出部１２はボディ１０の中央部に配置される。突出部１２は、受光素子２０ａおよび２０ｂを収容する２つの凹部２４ａおよび２４ｂを有する。２つの凹部の間を、ベース部の長軸に対して垂直方向に、センサの検出中心軸が伸びる。センサの検出中心軸は、並置された発光素子および受光素子の各光軸の交点を含みセンサ長軸に対して垂直な平面と、発光素子および受光素子が存在する平面との交線である。つまり、センサの検出中心軸は、発光素子２０ａの光軸および受光素子２０ｂの光軸の交点により規定され、この交点を含み、これらの両方の光軸を含む平面およびセンサーの長軸に対して垂直方向に伸びる平面上の直線である。
【００２６】
このセンサの検出中心軸から、ボディ１０の両端部への距離ｌおよびｌ’はぼ等しく構成され、それによって発光素子２０ａおよび受光素子２０ｂを収容するボディ１０から構成される箱体は、センサ検出中心軸を含む鏡映面に関してほぼ対称である立体形状を有する。ボデイ１０の一端には、外部接続用コネクター４２が配置される。
【００２７】
図２に示されるように、裏蓋３０は、１つの側面に、板金取り付け穴３２を設けた板金取り付け部３１を備える。板金取り付け穴３２は、図２に示されるように、ボディ１０の長軸と平行に伸びる側壁３９およびそれに対向する階段状の側壁３３を備え、これによって挿入される板金の異なる厚さに対応する、複数の異なる長さの間隙を形成する。間隙の各々は、側壁３９と、側壁３９と平行に伸びる階段状の側壁３３の部分により形成される。側壁３９には、フック３４が設けられ、反射型光結合装置の板金への嵌合を可能にする。板金取り付け穴３２は、上記検出中心軸に関して対称であるように形成される。
【００２８】
本発明の反射型光結合装置の使用例を図３および図４を参照して説明する。本発明の反射型光結合装置は、センサ取り付け板を用いることなく、検紙システムのガイド板に直接取り付けられる。図３の（ａ）に示すように、まず、プレス加工により、用紙検出系のガイド板８に、センサ取り付け部８ａと、上記センサ取り付け穴の側壁に設けられたフック３４に嵌合するための抜き穴８ｂが形成される。次いで図３の（ｂ）に示すように、センサ取り付け部８ａが、ガイド板８と垂直になるように折り曲げられ、ガイド板に反射型光結合装置の検出窓８ｄを形成する。次いで、図３の（ｃ）に示すように、上記センサ取り付け部８ａが、本発明の反射型光結合装置の板金取り付け穴３２（図２に示す）に挿入されるように、ガイド板８の下方から反射型光結合装置を取り付けられる。センサ取り付け部８ａに形成された抜き穴８ｂに、板金取り付け穴３２のフック３４が嵌合し、反射型光結合装置がカイド板に固定される。
【００２９】
図４は、ガイド板に固定された本発明の反射型光結合装置を示す。図４の（ａ）は側面図、そして図４の（ｂ）は正面図である。
【００３０】
（第２の実施形態）
図９は、本願発明の反射型光結合装置の改変例を示す。図９の（ａ）は装置の立面図、（ｂ）は平面図、および（ｃ）側面図をそれぞれ示す。この改変例では、板金取り付け部３１の側面にスリット３７が設けられる。その他の構成は、図１および図２に示した反射型光結合装置と同じである。このスリット３７は、板金取り付け穴３２に板金が挿入されたとき、同穴３２の側壁に形成されたフック３４のたわみ促進して、反射型光結合装置の取り付けをより容易にする。
【００３１】
図１０は、板金に嵌合した状態の本発明の反射型光結合装置を示す図である。図１０（ａ）は、嵌合前の、そして図１０（ｂ）は、嵌合後の板金と板金取り付け穴３２の状態をそれぞれ示す側断面図および正面図である。板金取り付け穴３２に、板金８ａが挿入され、板金８ａがフック３４に干渉すると、板金取り付け部３１の側面に設けられたスリット３７の効果により、該側面の弾性が増加し、図１０（ｂ）の左図において影絵で示すように、フック３４がフック取り付け穴８ｂに嵌合するまで、たわみにより逃げる構造となっている。
【００３２】
図１１は、板金取り付け穴３２に、異なる厚さの板金の取り付けた状態の概略を示している。図１１の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の順番に板金の厚さが薄くなっている。図１１に示すように、板金の異なる板厚ｔ１、ｔ２およびｔ３に対応して板金幅をＬ１、Ｌ２およびＬ３とすることにより反射型光結合装置を板金に取り付け可能である。
【００３３】
【発明の効果】
取り付けが容易かつ確実な反射型光結合装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射型光結合装置の断面図である。
【図２】本発明の反射型光結合装置の平面図である。
【図３】本発明の反射型光結合装置の使用方法を示す概略図である。
【図４】本発明の反射型光結合装置が取り付けられた用紙搬送系を示す図である。
【図５】従来の反射型光結合装置の断面図である。
【図６】従来の反射型光結合装置の平面図である。
【図７】従来の反射型光結合装置の使用方法を示す概略図である。
【図８】従来のセンサ取り付け板の斜視図である。
【図９】本発明の反射型光結合装置の改変例を示す図である。
【図１０】本発明の反射型光結合装置の改変例を示す図である。
【図１１】本発明の反射型光結合装置の使用方法を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ボディ
１１ベース部
１２突出部
２０ａ発光素子
２０ｂ受光素子
２４ａ、２４ｂ凹部
３０裏蓋
３１板金取り付け部
３２板金取り付け穴
３３側壁
３４フック
３５凹部
３６フック
３７スリット
４０カバー
４２外部接続用コネクター
５０裏蓋
５２位置決め用ピン
５５反射型光結合装置
６０被検出体
７０ガイド板
７１抜き穴
８０ガイド板
８１抜き穴
９０センサ取り付け板
９１、９２センサ取り付け用穴
１００、２００反射型光結合装置

Claims

発光素子および受光素子を備えた反射型光結合装置であって、
該発光素子および該受光素子を収容する箱体、および該箱体を板金に取り付けるための係合手段を備え、
ここで、該発光素子の光軸および該受光素子の光軸の交点が、該反射型光結合装置の長軸に対して垂直方向に伸びる検出中心軸を規定し、そして該係合手段が、該両方の光軸を含む平面に平行に伸びる側壁を備えた板金取り付け穴であって、該取り付け穴が、該検出中心軸に関してほぼ対称な形状に作製される、反射型光結合装置。
前記箱体が機械的に分離可能な裏蓋を備え、該裏蓋に前記板金取り付け穴が設けられる、請求項１に記載の反射型光結合装置。
前記裏蓋が、前記箱体と嵌合するための手段を備える、請求項２に記載の反射型光結合装置。
前記板金取り付け穴が嵌合手段を備え、該手段により板金に嵌合する、請求項１に記載の反射型光結合装置。
前記板金取り付け穴が、階段状の側壁を有する、請求項１に記載の反射型光結合装置。
前記箱体が、前記検出中心軸に関してほぼ対称な形状を有し、該検出中心軸に平行に伸びる箱体の１つの側面に外部接続コネクタが配置された請求項１に記載の反射型光結合装置。
センサアセンブリであって、
発光素子および受光素子を備えた反射型光結合装置と、
センサ取り付け部とを備え、
該反射型光結合装置が、該発光素子および該受光素子を収容する箱体、および該箱体を板金に取り付けるための係合手段を備え、ここで、該発光素子の光軸および該受光素子の光軸の交点が、該反射型光結合装置の長軸に対して垂直方向に伸びる検出中心軸を規定し、そして該係合手段が、該両方の光軸を含む平面に平行に伸びる側壁を備え、該検出中心軸に関してほぼ対称な形状に作製された板金取り付け穴であって、これによって該センサ取り付け部に係合する、アセンブリ。