JPH04127585U - シート形態の対象物検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】光放出要素及び光感知要素に対する光反射要素
の位置変化に敏感でない装置を提供する。 【構成】光源によって放出された光線を受光器に反射さ
せるために搬送路の一方の側で光源１３及び受光器１５
と、搬送路６の他の側でのプリズムの形態をとった光反
射要素１６とを備えている搬送路内のシートを検出す
る。プリズム１６は、光源１３とは対面側にある第１の
反射表面１９と、受光器１５とは対面側にある第２の光
反射表面２０とを有している。第３の光反射表面１８
が、第１の光反射表面１９によって反射された光線を第
２の光反射表面２０の方向に偏向させ、これによりこの
装置が、光源１３及び受光器１５に対するプリズム１６
の位置変化に対してあまり敏感ではない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、平らな搬送路を通って移動するシート形態の対象物を検出するため の装置に関しており、光感知要素及び光放出要素が、搬送路の一つの側に互いに 隣り合って配置されており、さらに光反射要素が搬送路の他の側に配置されてい ると共に、当該光放出要素との対面側に位置している第１の光反射表面と前記光 感知要素との対面側に位置している第２の光反射表面とを備えており、かつ当該 光反射表面が互いに対して、及び搬送路に対してそれぞれなす角度を有している 。

【０００２】

【従来の技術】

この種の装置は、欧州特許出願第EP-A-0 058 285号から公知である。

【０００３】 この公知の装置においては、光放出要素によって放出された光線は、第１の光 反射表面によって偏向せしめられかつ第２の光反射表面に直接投影され、この第 ２の光反射表面は、入射した光線を光感知要素に向かって偏向させる。

【０００４】 この公知の装置は、シート形態の対象物のための搬送路に平行な方向の光放出 要素及び光感知要素に関する光反射要素の位置における変化に対して非常に敏感 である。公知の装置においては、この種の位置変化の場合に、第１の光反射表面 上に投影された光線と第２の光反射表面によって反射せしめられた光線との間の 距離は、前記光線が平行な場合、この光反射要素が前記方向へと偏向する距離の ２倍に等しい値だけ変化する。この結果は、光線が光感知要素の側方に完全に又 は部分的に投射する危険性につながる。このため光線を遮断するシート形態の対 象物の存在がない場合でさえも、光感知要素はあたかもシート形態の対象物が存 在しているかのごとく反応するのである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 本考案の目的は、光放出要素及び光感知要素に対する光反射要素の位置変化に あまり敏感でない前述の種類の装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、この目的は、上記による装置内の光反射要素が、第１の光反 射表面によって反射した光線を、第２の光反射表面に向かって偏向させるべく第 ３の光反射表面を備えていることにおいて達成される。このため光反射要素が、 光放出要素及び光感知要素に対して精度を極めてよく位置決めされる必要がなく 、しかもこの装置の適切な動作を低下させない。

【０００７】 本考案による装置の第１の実施例においては、第３の光反射表面が、第１の光 反射表面に向き合っている第２の光反射表面に隣接して位置しておりかつ搬送路 に平行であり、第１の光反射表面と該第２の光反射表面との間に作られた所与の 角度をαとすると、光放出要素は、光放出要素によって放出された光線が９０° −角度 (α／２）より小さい角度でその光軸に沿って該第１の光反射表面と交わ る位置を占めている。このため装置はコンパクトであると共に、光学要素が互い に対して不正確な位置にある場合でも、かなりの部分の放出された光線が光感知 要素と交わる。

【０００８】 本考案による装置の第２の実施例においては、前記第３の光反射表面が、前記 第１の光反射表面から遠く離れている前記第２の光反射表面に隣接して位置して いる。前記第３の光反射表面及び前記第２の光反射表面によって前記搬送路に対 して作られた鋭角部分間の角度差が、該搬送路に対して該第１の光反射表面によ って形成された鋭角部分に等しい。このため第１の実施例と比較して、より長い 光路のために放出された光線のより小さな部分が光感知要素と交わるが、この装 置は、光学要素の互いに対して不正確な位置決めにあまり敏感ではない。

【０００９】 第１の実施例の好ましい形態においては、前記光放出要素によって放出された 光線の光軸が、前記第１の光反射表面と交わる角度がα／２であり、ここでαは ９０°以下である。第２の実施例の好ましい形態においては、前記第３の光反射 表面及び前記第２の光反射表面によって前記搬送路に対して形成された鋭角部分 間の角度差が４５°である。このため、本考案による装置はまた、一方では光反 射要素と、他方では光放出要素及び光感知要素との間の距離内のいかなる変化に 対しても無感応であり、従って搬送路の平面に対する直角の方向へのそれらの位 置変化に対しても無感応である。

【００１０】 その好ましい形態において、角度αが６０°であり、また前記第３の光反射表 面が、前記第１の光反射表面の縁部から前記第２の光反射表面の縁部へと伸長し ていると共に、前記光放出要素によって放出された光線の光軸と前記光感知要素 と交わる平行な光線の光軸との距離の２／３の長さを有している時に第１の実施 例は最もコンパクトである。次いで角度αが６０°以下である時に光反射要素は より短く、また角度αが６０°以上である時にもあまり高くならない。

【００１１】

【実施例】

他の特徴及び利点は、添付図面に関する以下の記述によって明確となるだろう 。

【００１２】 図１に示されているように従来の技術による装置において、参照番号１は、例 えば１枚の紙のごときシート形態の対象物のための搬送路を示している。光源２ 及び受光器３は搬送路１の一つの側に互いに隣り合って配置されている。光反射 器４は、搬送路１の他側に配置され、また搬送路１に対して斜めにかつ互いに対 して斜めに配置されている２つの反射器４Ａ及び４Ｂからなる。反射器４Ａは、 光線を光源２から反射器４Ｂ上へと反射させるのに役立ち、また反射器４Ｂは、 そこに入射した光線を受光器３へと反射させるのに役立つ。光源２及び受光器３ の間のこの公知の装置内の光線によって正常に作られた光路は参照番号５によっ て示される。

【００１３】 この公知の装置において、反射器４が図１の実線で示された正常の位置とは異 なった点線の位置を仮定する時には、光源２及び受光器３の間の光路５が光路５ ′へと変化する。光反射器４の位置が、図１のＸによって示された方向に、距離 ａ分を移動せしめられる場合には、光反射器４Ｂによって反射された光線が距離 ２ａ分を移動することは容易に推論され得る。このため光反射器４が不正確に位 置決めされる場合には急激に生じる状況は、不十分な光が受光器３に交わりかつ この受光器３が搬送路１内の１枚の紙の存在を不正確に検出することである。

【００１４】 図２に示されるように、本考案による装置の第１実施例において、搬送路６は 水平に伸長している。搬送路６は、開口８及び９が１０．３mmの距離をおいて具 備されている案内プレート７によって底部で規定されており、かつそれぞれが開 口８及び９に対面して位置している開口１１及び１２を有する案内プレート１０ によって頂部で規定されている。発光ダイオードの形態をとった光源１３が、開 口８内に配置されている。ガラス板１４が開口９内に配置され、その真下にフォ トトランジスタの形態をとった受光器１５が配置されている。台形状の縦断面を 有するプリズムの形態をとった光反射器１６が、案内プレート１０上にベース１ ７を有して配置され、ベース上で形成される射影は開口１１及び１２内に適合す る。

【００１５】 台形状のプリズム１６の光反射頂面１８は搬送路６に平行に伸長しており、同 様にプリズム１６の光反射側面１９、２０は各々ベース１７と６０°の角度を有 している。

【００１６】 光源１３及び受光器１５の間に、図２で示されている装置内の光線によって正 常に作られた光路は参照番号２１によって示されている。この光路２１に従う光 線は反射表面と３０°の角度で連続的に光反射器１９、１８及び２０と交わると 共に同じ角度で反射表面に反射する。光源１３から受光器１５への光路２１は、 光源１３から反射器１９までの距離の６．５２mmと、反射側面１９から反射頂面 １８までの距離の６．９３mmと、反射頂面１８から反射器２０までの距離の６． ９３mmと、反射器２０から受光器１５までの距離の９．０７mmとからなり、従っ て、全体の光路は２９．４４mmの長さを有する。

【００１７】 図２に示されているように本考案による装置において、光反射器１６が、図２ の実線で示された正常位置とは異なるＸ方向における位置を占める時には、即ち 光反射器１６が取付けられた頂プレート１０及び／又は光源１３、受光器１５が 取付けられた底プレート７の不正確な位置決めの結果として、光路２１は光路２ １ａに変化する。光路の長さはこれらの状態下では特に変化しない。図２から明 らかなように、Ｘで示されている方向において距離ａにわたって、光反射器１６ が移動する場合もなお、反射器２０によって反射された光線は光反射器１６の非 移動位置内の光線と大部分が一致する。

【００１８】 上記の装置の感度が、一方では光源及び受光器と他方では光反射器との異なる 位置決めのためのテストリグ内で測定された。この測定は、図２で示された装置 を用いて行なわれ、等辺台形の形態をとった断面を有するプリズムを光反射器と して使用し、またこのプリズムの側面はそれぞれ台形のベースラインと４５°及 び６０°の角度をなしていた。４５°のプリズムを有するテストリグは図１で示 されている従来の技術の装置を示しており、６０°のプリズムを有するテストリ グは図２で示されているような本考案による装置を示している。テストリグで用 いられた発光ダイオードは、ＳＦＨ４００型のＧａＡｓ赤外線放射体であった。 この放射体によって放出されたパワーのうちの４０％は空間角度６°内で放出さ れており、さらにこのパーセントが、プリズムの位置が理想的な場合には受光器 上で全体的に投入される。

【００１９】 テストリグによって行なわれた測定結果は図３にグラフで示されている。この グラフにおいて、一方では光反射器と、他方では光源及び受光器との相対的な移 動が水平に座標で示されている。また受光器によって受け取られた光の量は垂直 に座標で示され、受光器としてのフォトトランジスタによって発生した電圧とし て表され、かつこの種の電圧はフォトトランジスタ上に入射した光量の関数であ る。相対的移動がゼロの場合には、６０°のプリズム、又は４５°のプリズムの いずれを用いても電圧は約４２０mVである。

【００２０】 この種の装置では、互いに関する光学的構成要素の位置決め精度は、各々に対 して構成要素の一部が固着されておりかつ平行な案内プレートの実際的な位置決 め精度によって決定される。プレート平面で計算された互いに関するプレート部 分の位置決め精度における±１．５mmの許容差が慣用許容差（Ｘ方向の許容差） である。プレート間の距離については、慣用許容差（Ｙ方向の許容差）は±０． ８mmであり、±１°はプレート間の慣用角度許容差である。

【００２１】 案内プレート間の搬送路内に在来の紙型がある場合は、フォトトランジスタに よって発生した電圧は約１２０mV以下に降下する。我々が臨界値として１２０mV をとり、搬送路内に１枚の紙もない時にこの値以上の電圧が保持されることが要 求される場合には、Ｘ方向に±１．５mmの許容可能な位置移動によって、１２０ mVの臨界値よりもはるかに高い約２５０mVの電圧が６０°のプリズムによって発 生するのが図３に示されている。この場合、この電圧は４５°のプリズムによっ て８０mVとなり、これは１２０mVの許容可能な臨界値よりもはるかに低い。

【００２２】 ４５°及び６０°のプリズムの感度がまた、Ｙ方向及び回転方向において、別 々に及び互いに組み合わされて、異なる位置決めによるテストリグによって決定 された。±１mmまでのＹ方向の許容差、及び±３°までの角度変化に対しては、 二つのプリズムは、発生電圧を１２０mV以下に降下させないようにする程度に無 感応であるように現れる。Ｙ方向の光反射器の移動の際、電圧は、理想的な位置 よりも受光器に１mm近づいた位置の場合の約４８０mVから、６０°プリズムの場 合の約３７０mVへ、また理想的な位置よりも受光器から１mm遠く離れた位置の場 合の４５°プリズムの場合の約３５０mVへとほとんど直線状に降下する。遮断さ れない光路の場合に、１枚の紙が光路内にある時に受光器に到達する光の量に近 い最少量の光は、６０°プリズムによってのみ受け取られ、その時にプリズムは 、Ｘ及びＹ方向の最大許容可能距離（それぞれ、右に＋１．５mm、理想的な位置 に関して上方１mm）以上に移動せしめられ、プリズムはまた左に１°傾斜されて いる。この臨界値は、４５°プリズムによる最大の許容差変化の実際的な組合わ せごとにそれぞれ近似したり、又は超過したりする。

【００２３】 図４に示されているように、本考案による装置の実施例の第２実施例では、光 源２５及びガラス板３０の側方の受光器３１は、搬送路２４の一方側に配置され ており、搬送路２４の他方側にプリズム２６が配置されている。プリズム２６は 、光源２５とは対面側にあると共に搬送路２４と４５°の角度部分３２の位置に ある光反射側面２７と、受光器３１とは対面側にあると共に搬送路２４と２０° の角度部分３５の位置にある光反射側面２９とを有している。

【００２４】 搬送路２４と７０°の角度部分３３を形成している光反射側面２８は、光反射 側面２７の反対側にある共に、プリズム２６の側面に位置している。光源２５に よって放出された光線の光軸は角度４５°で反射表面２７と交わると共に、反射 表面２８の方向に同角度で偏向する。反射表面２８は、光線を反射表面２９の方 向に偏向させ、次いで反射表面２９は光線を受光器３１の方向に偏向させる。図 ２に示された装置と比較して、光線が進むべきより長い路のために、放出された 光線のより小さい部分は受光器３１に交わり、これによりより小さな信号対ノイ ズの比率が生じる。しかしながら、プリズム２６の不正確な位置決めに対する感 光度が、図２に示されている装置内のプリズム１６の感度よりも低いのが見られ る。

【００２５】 本考案は、記述されかつ図示された実施例の範囲内に限定されず、請求項の範 囲内で、特に反射側面間の角度及び相互距離において多数の変更が行なわれ得る ことは明確である。

【図面の簡単な説明】

【図１】上記の従来の技術の装置の概略縦断面図であ
る。

【図２】本考案による装置の第１実施例の概略縦断面図
である。

【図３】搬送路に平行な方向の要素の相対的な位置変化
に関する、従来の技術による装置及び図２に示された装
置の感度についてのグラフ図である。

【図４】本考案による装置の第２実施例の概略縦断面図
である

【符号の説明】

６、２４ 搬送路 １５、３１ 光感知要素 １３、２５ 光放出要素 １６、２６ 光反射要素 １９、２７ 第１光反射表面 ２０、２９ 第２光反射表面 １８、２８ 第３光反射表面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ヘンドリツク・ヘラルド・ヨゼフ・ルツテ ン オランダ国、5944・エー・カー・アルセ ン、ブウレンウエヒ・32

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 平らな搬送路を通って移動するシート形
   態の対象物を検出するための装置であって、光感知要素
   及び光放出要素が、搬送路の一つの側に互いに隣り合っ
   て配置されており、光反射要素が、搬送路の他の側に配
   置されていると共に、前記光放出要素と対面側に位置し
   ている第１の光反射表面と、前記光感知要素との対面側
   に位置している第２の光反射表面とを備えており、前記
   光反射表面が、互いに対してなす角度及び搬送路に対し
   てなす角度を有しており、さらに該光反射要素が、前記
   の第１の光反射表面によって反射せしめられた光線を前
   記第２の光反射表面に向かって偏向させるための第３の
   光反射表面を備えていることを特徴とするシート形態の
   対象物を検出するための装置。
2. 【請求項２】 前記第３の光反射表面が、前記第１の光
   反射表面に向かい合った前記第２の光反射表面の隣接し
   て位置しておりかつ前記搬送路に平行であり、該第１の
   光反射表面と該第２の光反射表面との間に作られた角度
   をαにとると、前記光放出要素は、該光放出要素によっ
   て放出された光線が、９０°− (α／２）より小さい角
   度でその光軸に沿って該第１の光反射表面と交わる位置
   を占めることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記光放出要素によって放出された光線
   の光軸が前記第１の光反射表面と交わる角度がα／２で
   あり、ここでαが９０°以下であることを特徴とする請
   求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 角度αが６０°であり、前記第３の光反
   射表面が、前記第１の光反射表面の縁部から前記第２の
   光反射表面の縁部へと伸長しており、さらに前記光放出
   要素によって放出された光線の光軸と、前記光感知要素
   に交わる光線の平行光軸との間の距離の２／３の長さを
   有していることを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記第３の光反射表面が、前記第１の光
   反射表面から遠く離れている前記第２の光反射表面に隣
   接して位置しており、該第３の光反射表面及び前記第２
   の光反射表面によって前記搬送路に対して作られた鋭角
   部分間の角度差が、該搬送路に対して該第１の反射表面
   によって形成された鋭角部分に等しいことを特徴とする
   請求項１に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記第３の光反射表面及び前記第２の光
   反射表面によって前記搬送路に対して形成された鋭角部
   分間の角度差が４５°であることを特徴とする請求項５
   に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記光反射要素がプリズムによって形成
   されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか
   一項に記載の装置。