(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出体に接触して揺動変位する可動接片を光結合装置の発光側と受光側との間に介在させる可動接片付光結合装置において、
可動接片と光結合装置とに両端がそれぞれ結合され、可動接片の揺動変位を復帰させるねじりばねと、
ねじりばねを、可動接片に与える復帰用のトルクが変更可能なように支持するトルク変更手段とを含み、
前記トルク変更手段として、前記可動接片に前記ねじりばねの端部を結合する部分が複数箇所設けられ、前記復帰用のトルクを複数段に変更可能であることを特徴とする可動接片付光結合装置。
【請求項２】
前記トルク変更手段として、前記光結合装置のケースは、前記ねじりばねの端部を結合する部分が複数の段差を有するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の可動接片付光結合装置。
【請求項３】
被検出体に接触して揺動変位する可動接片を光結合装置の発光側と受光側との間に介在させる可動接片付光結合装置において、
可動接片と光結合装置とに両端がそれぞれ結合され、可動接片の揺動変位を復帰させるねじりばねと、
ねじりばねを、可動接片に与える復帰用のトルクが変更可能なように支持するトルク変更手段とを含み、
前記トルク変更手段として、前記光結合装置のケースは、前記ねじりばねの端部を結合する部分が複数の段差を有するように形成されていることを特徴とする可動接片付光結合装置。
【請求項４】
前記ねじりばねの端部を結合する部分は、前記光結合装置の異なる設置姿勢に対応して、前記可動接片に作用する復帰用のトルクがほぼ一定となる箇所を選択可能なように設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可動接片付光結合装置。
【請求項５】
前記ねじりばねの端部を結合する部分は、前記可動接片が接触する被検出物に作用する強度が適切となる箇所を選択可能なように、設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可動接片付光結合装置。
【請求項６】
前記光結合装置のケースは、複数の姿勢で固定して使用可能なように、複数方向に穿孔されている取付孔を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の可動接片付光結合装置。
【請求項７】
前記光結合装置のケースは、複数の姿勢で固定して使用可能なように、複数方向に突出する固定用フックを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の可動接片付光結合装置。
【請求項８】
前記ねじりばねは、ねじりコイルばねであり、かつ各巻線間に隙間が設けられて摩擦が低減されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の可動接片付光結合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホトインタラプタと称される光結合装置に可動接片を取付け、被検出物体の有無で可動接片を機械的に変位させ、可動接片によって光結合装置の光路を断続させて被検出物体の検出を行う可動接片付光結合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ホトインタラプタと称される光結合装置は、無接触で被検出物の有無を検出するために広く用いられている。被検出物に直接接触させて有無を検出するためには、被検出物に接触させる部材としての可動接片を備えて、被検出物の接触による可動接片の変位を光学的に検出する可動接片付光結合装置が用いられる。
【０００３】
図１０は、従来からの可動接片付光結合装置１の１つの例を示す。図１０（ａ）は左側面視した状態、図１０（ｂ）は正面視した状態および図１０（ｃ）は斜視した状態をそれぞれ示す。可動接片付光結合装置１では、ホトインタラプタと称される光結合装置２のケース３内に発光素子４および受光素子５が収納され、発光素子４と受光素子５との間に光路６が形成される。可動接片７は、軸８を中心として揺動変位が可能なようにケース３に装着され、遮光部９が光路６に臨んでいる。軸８からは、接触部１０がケース３の外方に延びる。接触部１０の先端に被検出物体１１が接触すると、接触部１２には軸８まわりのトルクが生じ、遮光部９がトルクによって光路６内で移動する。遮光部９が光路６内で移動することを、発光素子４からの光の強度の変化あるいは光の遮光として受光素子５が検出し、被検出物体１１がないときには復帰ばね１２で可動接片７を基準状態に戻すようにしている。
【０００４】
図１０に示すような可動接片付光結合装置１は、たとえば複写機やプリンタなどの用紙検出などに利用されている。複写機やプリンタで使用する際には、可動接片付光結合装置１の設置位置や検出する紙質によって、可動接片７の重量バランスや復帰ばね１２のトルクを個別に調整する必要がある。
【０００５】
可動接片と光結合装置とを組合わせる可動接片付光結合装置の先行技術は、たとえば実開平４−１５０８２などに開示されている。この先行技術には、図１１に示すような復帰ばねを用いずに、可動接片側および光結合装置のケース側に永久磁石をそれぞれ取付け、可動接片が中立位置で安定し、中立位置を中心として両側に変位して被検出物の接触を検出可能な構成が開示されている。また、本件出願人は特開平９−２４６５９０で、光結合装置の発光素子や受光素子などと電気的に接続するために用いるリードフレームを延長して折曲げ、可動接片の軸を支える構成を開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示すような可動接片付光結合装置１では、取付けの姿勢が変わると、可動接片７に加わる重力が変化し、可動接片７の接触部１０が被検出物体１１が接触する際に与える力も変化する。被検出物体１１が複写機やプリンタの用紙などであるときには、あまり大きな力を要すると用紙などが変形してしまう。また、復帰ばねの力が弱いと、可動接片付光結合装置１を固定する姿勢によっては、復帰ばね１２で可動接片７を充分に基準位置まで復帰させることができなくなってしまう。このような問題は、特開平９−２４６５９０のような場合でも生じ得る。
【０００７】
実開平４−０１５０８２の先行技術では、可動接片に相当するレバー側に可動磁石を装着し、光結合装置側に固定磁石を装着して、磁気的な吸引力によってレバーを中立位置に保つので、全体の姿勢が変わると、レバーに作用する重力によって中立位置からずれてしまうおそれがある。また、可動接片であるレバー側にも可動磁石が設けられているので、レバーの姿勢によっては、大きい力を作用させる必要が生じ、薄くて変形しやすい複写用紙などで移動させるのが困難になるおそれもある。
【０００８】
可動接片付光結合装置１は、複写機やプリンタでの紙の有無の検出のために使用されており、最近は複写機やプリンタの小形化に伴い、スペースの関係上、可動接片付光結合装置１を紙の搬送経路に合わせるため、設置方向が異なる可動接片付光結合装置１を用意する必要がある。また、検出対象物となる紙などの種類に応じて、復帰ばねの復帰用トルクが異なる可動接片付光結合装置１を選択するように、複数の機種を設けておく必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、１種類の可動接片付光結合装置を用意するだけで、ばねによる復帰用トルクを変更することができる可動接片付光結合装置を提供することである。
【００１０】
また本発明の他の目的は、複数の取付姿勢で使用することができる可動接片付光結合装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検出体に接触して揺動変位する可動接片を光結合装置の発光側と受光側との間に介在させる可動接片付光結合装置において、
可動接片と光結合装置とに両端がそれぞれ結合され、可動接片の揺動変位を復帰させるねじりばねと、
ねじりばねを、可動接片に与える復帰用のトルクが変更可能なように支持するトルク変更手段とを含み、
前記トルク変更手段として、前記可動接片に前記ねじりばねの端部を結合する部分が複数箇所設けられ、前記復帰用のトルクを複数段に変更可能であることを特徴とする可動接片付光結合装置である。
【００１２】
本発明に従えば、可動接片は被検出物体に接触して揺動変位し、光結合装置の発光側と受光側との間の光路を遮断したり開放したりして、被検出物体の接触を光学的に検知することができる。可動接片を復帰させるねじりばねは、両端がそれぞれ可動接片と光結合装置とに結合される。トルク変更手段は、可動接片に与える復帰用のトルクが変更可能なようにねじりばねを支持する。ねじりばねによる可動接片に与える復帰用のトルクが変更可能なので、取付姿勢や可動接片が被検出体に与える力の必要に応じて変更することができ、１種類で多くの用途に使用することができる。
【００１４】
また、可動接片側にねじりばねの端部を結合する部分を複数箇所から選んで変更することができる。
【００１５】
また本発明は、前記トルク変更手段として、前記光結合装置のケースは、前記ねじりばねの端部を結合する部分が複数の段差を有するように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、可動接片を光結合装置のケースに結合する部分の段差を選択して、復帰用のトルクを変更することができる。
さらに本発明は、被検出体に接触して揺動変位する可動接片を光結合装置の発光側と受光側との間に介在させる可動接片付光結合装置において、
可動接片と光結合装置とに両端がそれぞれ結合され、可動接片の揺動変位を復帰させるねじりばねと、
ねじりばねを、可動接片に与える復帰用のトルクが変更可能なように支持するトルク変更手段とを含み、
前記トルク変更手段として、前記光結合装置のケースは、前記ねじりばねの端部を結合する部分が複数の段差を有するように形成されていることを特徴とする可動接片付光結合装置である。
本発明に従えば、可動接片は被検出物体に接触して揺動変位し、光結合装置の発光側と受光側との間の光路を遮断したり開放したりして、被検出物体の接触を光学的に検知することができる。可動接片を復帰させるねじりばねは、両端がそれぞれ可動接片と光結合装置とに結合される。トルク変更手段は、可動接片に与える復帰用のトルクが変更可能なようにねじりばねを支持する。ねじりばねによる可動接片に与える復帰用のトルクが変更可能なので、取付姿勢や可動接片が被検出体に与える力の必要に応じて変更することができ、１種類で多くの用途に使用することができる。
また、可動接片を光結合装置のケースに結合する部分の段差を選択して、復帰用のトルクを変更することができる。
【００１７】
また本発明で前記ねじりばねの端部を結合する部分は、前記光結合装置の異なる設置姿勢に対応して、前記可動接片に作用する復帰用のトルクがほぼ一定となる箇所を選択可能なように設けられることを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、ねじりばねの端部を可動接片に結合する部分を変えて光結合装置の設置姿勢が異なっても可動接片に作用する復帰用のトルクがほぼ一定となるようにすることができる。
【００１９】
また本発明で前記ねじりばねの端部を結合する部分は、前記可動接片が接触する被検出物に作用する強度が適切となる箇所を選択可能なように、設けられることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、ねじりばねの端部を結合する部分を選択して、可動接片が接触する被検出物に作用する強度が適切となるようにすることができる。
【００２１】
また本発明で前記光結合装置のケースは、複数の姿勢で固定して使用可能なように、複数方向に穿孔されている取付孔を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、光結合装置のケースには複数の姿勢で固定して使用可能なように複数方向に取付孔が穿孔されているので、取付姿勢に応じて取付孔を選択することによって、１種類の可動接片付光結合装置を複数の設置姿勢で使用することができる。
【００２３】
また本発明で前記光結合装置のケースは、複数の姿勢で固定して使用可能なように、複数方向に突出する固定用フックを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、光結合装置のケースには複数の姿勢で固定して使用可能なように複数方向に突出する固定用フックを有するので、１種類の可動接片付光結合装置で複数の姿勢に固定して使用することができる。
【００２５】
また本発明で前記ねじりばねは、ねじりコイルばねであり、かつ各巻線間に隙間が設けられて摩擦が低減されることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、ねじりばねとして使用するねじりコイルばねの各巻線間に隙間が設けられて摩擦が低減されているので、摩擦による初期トルク域の負荷が少なくなり、リニアなトルク特性を有して、被検出体に与える影響が少ない状態で検出することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態としての可動接片付光結合装置２１の構成を示す。図１（ａ）は左側面視した状態、図１（ｂ）は正面視した状態、また図１（ｃ）は斜視した状態をそれぞれ示す。可動接片付光結合装置２１は、光結合装置２２のケース２３内に発光素子２４および受光素子２５が収納される。発光素子２４と受光素子２５との間に、光路２６が形成される。可動接片２７が軸２８を中心として揺動変位するときには、遮光部２９が光路２６を遮ったり開放したりするので、光学的に検出される。可動接片２７は、軸２８を中心に、遮光部２９が光路２６側に延びるように形成されている。可動接片２７は、遮光部２９とともに接触部３０を有し、接触部３０は光結合装置２２のケース２３外方に突出する。接触部３０の先端には、被検出物体３１が接触し、接触圧によって可動接片２７は軸２８を中心として揺動変位する。被検出物体３１が接触しないときには、復帰ばね３２によって可動接片２７は基準位置に戻る。このような可動接片付光結合装置２１の各構成は、図１０に示す従来の可動接片付光結合装置１と基本的に同等である。
【００２８】
本実施形態の可動接片付光結合装置２１では、可動接片２７で復帰ばね３２の端部を固定する復帰ばね固定孔３３，３４，３５を複数箇所設けている。図１１に示す従来の可動接片付光結合装置１では、復帰ばね１２の端部を固定する部分が１箇所に限定されているので、可動接片付光結合装置１を設置する方向での可動接片７の自重を考慮して、可動接片７と復帰ばね１２との設計を、紙の搬送経路上の場所毎に行わなければならない。また可動接片７を製造する際に用いる生産金型も、可動接片７が異なる毎に必要となり、多種少量生産の必要があって、コスト的にも割高となってしまう。
【００２９】
本実施形態の可動接片付光結合装置２１では、可動接片２７に復帰ばね３２の端部を固定する復帰ばね固定用孔３３，３４，３５を複数箇所設けて、可動接片２７を変位させるために必要なトルクを、復帰ばね固定用孔３３，３４，３５を選択して変更することを可能にしている。これによって、可動接片付光結合装置２１の設置方向や被検出物体３１の性質の違いなどに応じて、復帰ばね３２の復帰用トルクを変更することができ、個別の設定に対して同一の部品構成で対応することが可能になる。
【００３０】
図２は、図１の可動接片付光結合装置２１で、復帰ばね３２の端部を固定する復帰ばね固定孔３３，３４，３５の位置を変えて復帰用トルクを変化させる状態を示す。図２（ａ）に示すように、可動接片２７は、軸２８の端部をケース２３の先端との間で着脱可能である。可動接片２７を取外した状態で、図２（ｂ）に示すように、復帰ばね３２の端部を可動接片２７に固定する復帰ばね固定孔３３，３４，３５の位置を選択して、再び復帰ばね３２、可動接片２７およびケース２３を組立てることによって、復帰用トルクの変更を行うことができる。図２（ｃ）は、復帰ばね固定孔３３，３４，３５でそれぞれ復帰ばね３２の端部を固定したときの可動接片回転角度とトルクとの関係を▲１▼，▲２▼，▲３▼でそれぞれ示す。
【００３１】
図３は、本発明の実施の他の形態としての可動接片付光結合装置４１の構成を示す。図３（ａ）は左側面視した状態、図３（ｂ）は正面視した状態、図３（ｃ）はトルクの変更特性をそれぞれ示す。本実施形態で、図１に示す実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の光結合装置４２では、ケース４３側に復帰ばね３２の端部を止める段差部４４，４５，４６が形成されている。復帰ばね３２のケース４３側の接触部の位置を変えて段差部４４，４５，４６を選択することによって、図３（ｃ）の▲１▼，▲２▼，▲３▼に示すように、可動接片４７の回転角度とトルクとの関係を変更することができる。また、可動接片４７の代りに、図１の実施形態のような可動接片２７を用い、可動接片側でも復帰ばね固定孔３３，３４，３５を選択することによって、よりきめ細かなトルク設定を可能にすることができる。
【００３２】
図４は、本発明の実施のさらに他の形態としての可動接片付光結合装置５１の形状を示す。本実施形態で図１または図３に示す実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の光結合装置５２のケース５３には、光結合装置５２を異なる姿勢で取付ける場合に対応する取付孔５４，５５が穿孔されている。図４（ａ）に平面視して示すように、取付孔５４は、可動接片付光結合装置５１を、図１や図３に示す可動接片付光結合装置２１，４１と同様に立てた姿勢で固定する際のボルトやビスを止める孔として利用することができる。図４（ｂ）に示すように、取付孔５５は、可動接片付光結合装置５１を、横にした姿勢で取付ける際のビス孔として利用することができる。
【００３３】
図５は、図４に示す可動接片付光結合装置５１を使用して被検出物体３１の検出を行う際の設置姿勢の例を示す。図５（ａ）は、水平に移動する被検出物体３１を、横にした姿勢の可動接片付光結合装置５１の可動接片４７の接触部３０で検出する状態を示す。可動接片付光結合装置５１のケース５３は、立てた状態の取付板金５６上に、取付孔５４を用いてボルト５７で固定される。ケース５３は、取付板金５６に対しては立てた状態となるけれども、取付板金５６自体が立てた状態となっているので、全体としては横向きの姿勢で取付けられることになる。
【００３４】
図５（ｂ）は、被検出物体３１が鉛直方向に移動するのを可動接片付光結合装置５１の接触部３０で検出する状態を示す。この場合は、取付板金５６を立てた状態で、ケース５３は取付板金５６に対して横にした状態で、取付孔５５を利用してボルト５７による固定を行う。
【００３５】
図６は、本発明の実施のさらに他の形態としての可動接片付光結合装置６１の構成を示す。図６（ａ）は右側面視した状態、図６（ｂ）は正面視した状態をそれぞれ示す。本実施形態で、図１、図３または図４に示す各実施形態のうちで対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の光結合装置６２のケース６３には、複数方向に取付用のフック６４，６５，６６がそれぞれ突出している。各フック６４，６５，６６は、ばね性を有し、固定用の挿入孔に差し込むことによって、ケース６３を固定することができる。
【００３６】
図７は、図６に示す可動接片付光結合装置６１を使用する状態の例を示す。図７（ａ）は、図５（ａ）と同様の姿勢で可動接片付光結合装置６１を取付板金６７の挿入孔６８にフック６４を挿入して固定している状態を示す。図７（ｂ）は、図５（ｂ）と同様の姿勢で、取付板金６７に対してフック６５を用いて固定している状態を示す。
【００３７】
図４または図６に示す実施形態の可動接片付光結合装置５１，６１では、異なる設置姿勢に応じて、図１および／または図３に示す可動接片付光結合装置２１，４１と同様にして、復帰用トルクがほぼ一定となるように調整することができる。
【００３８】
図８は、本発明の各実施形態で用いる復帰ばね３２の形状を示す。図８（ａ）は通常のねじりコイルばねである通常復帰ばねの形状を示す。これに対して、図８（ｂ）は、巻線間の間隔を広げて隙間を設けた低摩擦復帰ばねの構造を示す。
【００３９】
図９は、図８に示す通常復帰ばねと低摩擦復帰ばねとで、可動接片回転角度に対するトルクの関係を比較して示す。通常復帰ばねでは、ばねの摩擦によって初期トルク域での負荷が大きくなっているのに対し、低摩擦復帰ばねでは、低トルク域からリニアなトルク特性を得ることができる。このような低摩擦復帰ばねを用いれば、薄く弱い紙質の紙を検知するような場合でも、充分に使用可能な可動接片付光結合装置を提供することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ねじりばねによる可動接片の復帰用のトルクをトルク変更手段で変更することができるので、設置姿勢や可動接片から被検出物に作用する力の必要に応じて、１種類の可動接片付光結合装置でも他種類の復帰用トルクに対応させることができる。
【００４１】
また、ねじりばねの端部を可動接片に結合する部分の箇所を複数のうちから選択して、可動接片の復帰用トルクを複数段階で変更することができる。
【００４２】
また本発明によれば、ねじりばねの端部を光結合装置のケースに結合する部分に段差を設けて、複数段の復帰用トルクを得ることができる。
さらに本発明によれば、ねじりばねによる可動接片の復帰用のトルクをトルク変更手段で変更することができるので、設置姿勢や可動接片から被検出物に作用する力の必要に応じて、１種類の可動接片付光結合装置でも他種類の復帰用トルクに対応させることができる。
また、ねじりばねの端部を光結合装置のケースに結合する部分に段差を設けて、複数段の復帰用トルクを得ることができる。
【００４３】
また本発明によれば、ねじりばねの端部を結合する部分を選択して、光結合装置の設置姿勢を変えても可動接片に作用する復帰用のトルクがほぼ一定となるようにすることができ、可動接片付光結合装置を使用する際の自由度を増加させることができる。
【００４４】
また本発明によれば、ねじりばねの端部を結合する部分を選択して、可動接片が接触する被検出物体に作用する強度が適切となるように選択することができるので、１種類の可動接片付光結合装置で複数段階の強度に対応させることができる。
【００４５】
また本発明によれば、光結合装置のケースの取付孔を利用して、複数の姿勢で固定して使用することができる。
【００４６】
また本発明によれば、光結合装置のケースから突出する固定用フックを用いて、複数の姿勢で固定して使用することができる。
【００４７】
また本発明によれば、低摩擦形のねじりコイルばねを用いて、可動接片に作用するトルクの初期トルク域での負荷が少ないリニアなトルク特性を有するようにすることができる。これによって、被検出体が薄くて弱い紙質の紙などであるときでも、可動接片を変位させて、検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の可動接片付光結合装置２１の左側面図、正面図および斜視図である。
【図２】図１の可動接片付光結合装置２１で復帰ばね３２の端部を可動接片２７に固定する復帰ばね固定孔３３，３４，３５を変えてトルク特性を変更する状態を示す左側面図、部分的な正面図およびグラフである。
【図３】本発明の実施の他の形態の可動接片付光結合装置４１の左側面図、正面図およびトルクの変更特性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施のさらに他の形態の可動接片付光結合装置５１の平面図および正面図である。
【図５】図４の実施形態の可動接片付光結合装置５１の設置方向の変更状態を示す簡略化した側面図である。
【図６】本発明の実施のさらに他の形態の可動接片付光結合装置６１の右側面図および正面図である。
【図７】図６の実施形態の可動接片付光結合装置６１の取付姿勢の変更状態を示す簡略化した側面図である。
【図８】本発明の各実施形態で用いる復帰ばね３２を、通常復帰ばねと低摩擦復帰ばねとして示す部分的な正面図である。
【図９】図８に示す各復帰ばねを用いたときのトルクの特性を比較して示すグラフである。
【図１０】従来からの可動接片付光結合装置の側面図および正面図である。
【符号の説明】
２１，４１，５１，６１  可動接片付光結合装置
２２，４２，５２，６２  光結合装置
２３，４３，５３，６３  ケース
２４  発光素子
２５  受光素子
２６  光路
２７，４７  可動接片
２８  軸
２９  遮光部
３０  接触部
３１  被検出物体
３２  復帰ばね
３３，３４，３５  復帰ばね固定孔
４４，４５，４６  段差部
５４，５５  取付孔
５６，６７  取付板金
５７  ボルト
６４，６５，６６  フック
【図１】
0003593292.tif 000002
【図２】
0003593292.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003593292.tif 000008
【図８】
0003593292.tif 000009
【図９】
0003593292.tif 000010
【図１０】
0003593292.tif 000011