(57)【要約】【課題】  小型の光学素子を使用して、簡単な構成により小型に構成されると共に、光学素子の位置決めを容易にしたフォトインタラプタ用光学装置を提供する。【解決手段】  光学素子１１と、光学素子を外部に接続するためのコネクタ１２と、光学素子及びコネクタを実装し、光学素子及びコネクタを互いに電気的に接続する導電パターンを備えたプリント基板１３と、光学素子１１，コネクタ１２及びプリント基板１３を収容し、光学素子１１の光軸上に凸レンズ部１６を備えたケース１４と、ケースに被着したカバー１５とを備え、ケース１４とカバー１５との間に画成した密閉空間内に光学素子を配設し、光学素子のリード端子１１ａ，１１ｂを所定の形状にフォーミングしてプリント基板１３に対して位置決めしている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物が搬送される搬送路に隣接して配置し、搬送路を搬送する被検出物を光学的に検出するための光学素子を備えたフォトインタラプタ用光学装置であって、
光学素子と、上記光学素子を外部に接続するためのコネクタと、上記光学素子及びコネクタを実装し上記光学素子及びコネクタを互いに電気的に接続する導電パターンを備えたプリント基板と、上記光学素子，コネクタ及びプリント基板を収容し光学素子の光軸上に凸レンズ部を備えたケースと、上記ケースに被着したカバーと、を備え、
上記ケースと上記カバーとの間に画成された密閉空間内に上記光学素子を配設し、該光学素子を、そのリード端子を所定の形状にフォーミングすることによりプリント基板に対して位置決めしていることを特徴とする、フォトインタラプタ用光学装置。
【請求項２】
前記ケースに、前記光学素子の外形部分と前記プリント基板との双方に当接する第一位置決め壁部を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のフォトインタラプタ用光学装置。
【請求項３】
前記光学素子と前記コネクタとを前記プリント基板の対向する側縁からそれぞれ延設し、前記光学素子、前記プリント基板及び前記コネクタが順次一列に並ぶように配設したことを特徴とする、請求項１又は２に記載のフォトインタラプタ用光学装置。
【請求項４】
前記コネクタを、前記ケースと前記カバーとで挟持していることを特徴とする、請求項１に記載のフォトインタラプタ用光学装置。
【請求項５】
前記コネクタの接続用端子ピンを、前記プリント基板の表面に沿って直線状に配設したことを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載のフォトインタラプタ用光学装置。
【請求項６】
前記ケースの凸レンズ部を、ケース表面から突出した円筒状の突出部分に設け、
上記突出部分の内面を小さな曲率半径の凸部として形成すると共に、
上記突出部分の外面を大きな曲率半径の凸部として形成することを特徴とする、請求項１に記載のフォトインタラプタ用光学装置。
【請求項７】
前記ケースの突出部分の外面の曲率半径を、成形時の収縮によって凹状にならないように選定したことを特徴とする、請求項６に記載のフォトインタラプタ用光学装置。
【請求項８】
前記ケースの突出部分の外面における高低差を、０．０５〜０．２ｍｍ程度に選定したことを特徴とする、請求項７に記載のフォトインタラプタ用光学装置。
【請求項９】
前記光学素子を発光素子又は受光素子としたことを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載のフォトインタラプタ用光学装置。
【請求項１０】
前記光学素子として、発光素子と受光素子とを互いに光軸が平行になるように並んで配置し、
上記発光素子から搬送路内に出射した光を、搬送路の反対側に配置されたプリズムにより反射させて、上記受光素子により受光することを特徴とする、請求項１から８の何れかに記載のフォトインタラプタ用光学装置。
【請求項１１】
被検出物が搬送される搬送路に隣接して配置し、搬送路を搬送する被検出物を光学的に検出するための光学素子を備えたフォトインタラプタ用光学装置であって、
光学素子と、上記光学素子を外部に接続するためのコネクタと、上記光学素子を実装し上記光学素子及びコネクタを互いに電気的に接続する導電パターンを備えたプリント基板と、上記プリント基板を覆う中ケースと、上記光学素子，プリント基板及び中ケースを収容し光学素子の光軸上に凸レンズ部を備えたケースと、上記ケースに被着したカバーと、を備え、
上記中ケースによって、上記ケース内での上記光学素子の位置決めをしたことを特徴とする、フォトインタラプタ用光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、互いに対向して、または互いに並んで配置された発光素子及び受光素子を備えたフォトインタラプタで使用される発光素子及び又は受光素子を有する光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、搬送路を搬送される紙幣等の用紙をカウントするために、搬送路を挟んで対向するように配置された発光素子及び受光素子から成る所謂分離型のフォトインタラプタが使用されている。
このような分離型のフォトインタラプタにおいては、発光素子または受光素子として、図１１に示すような金属ステムガラスキャップタイプの発光素子または受光素子１が主として使用されている。
【０００３】
このような発光素子または受光素子１は、プリント基板上に実装され、さらにこのプリント基板に対してコネクタをネジ等により固定することにより、光学装置として組み立てられ、紙搬送路に対して位置決めされ、固定保持される。
そして、紙搬送路への取付の容易性，使用に伴う紙粉の堆積防止等のために、発光素子または受光素子の周囲をケーシングすることにより、光学装置が構成されるようになってきている。
【０００４】
これに対して、光学装置を低コスト化するために、樹脂パッケージタイプの光学素子も使用されるようになってきている。
樹脂パッケージタイプの光学素子１として、例えば所謂キャスティングモールドなる製造方法により製造されるキャスティングタイプ（砲弾型）の光学素子（図１２参照）と、所謂トランスファーモールドなる製造方法により製造されるサイドビュータイプの光学素子（図１３参照）がある。
【０００５】
そして、近赤外線センサ用として光学素子に関しては、一般にサイドビュータイプの光学素子が多く使用されており、コストも比較的低くなっている。
また、光学素子の信頼性に関しても、トランスファーモールド製法によるサイドビュータイプの光学素子が比較的優れていることが、よく知られている。
さらに、プリント基板への実装精度や位置決めの容易性等を考慮して、サイドビュータイプの光学素子が多く採用されている。
【０００６】
しかしながら、分離フォトインタラプタ用としての光学素子は、専用品を生産する程の数量までの需要がないことから、コストの面からも一般的に市販されているサイドビュータイプの光学素子を利用してフォトインタラプタを構成するようにしている。
【０００７】
そして、最近、このようなサイドビュータイプの光学素子を利用したフォトインタラプタの分野においても、省資源，省エネルギーの観点から、絶対体積のより小さいサイドビュータイプの光学素子が使用されるようになってきており、同様にこのような光学素子を利用した光学装置も、これらが組み込まれる各種機器においても、小型化及び高密度化が要求されるようになっている。
【０００８】
これに対して、特許文献１乃至４に示すような光学装置が開示されている。
即ち、特許文献１においては、光学素子即ち発光素子または受光素子及びコネクタが実装されるプリント基板に関して、光学素子の全面とプリント基板とを覆うケースを備えた、分離型フォトインタラプタ用の光学素子ユニットが開示されている。
また、特許文献２及び３においては、プリント基板を廃止して、光学素子のリード線を直接にコネクタの端子にハンダ付けするようにした、分離型フォトインタラプタ用の光学センサ装置が開示されている。
【０００９】
さらに、特許文献４においては、搬送路を挟んで配置された二回反射式のプリズムにより、発光素子からの光を受光素子に向かって反射させるようにした一体型フォトインタラプタ用の媒体検出装置が開示されている。
この場合、プリズムの第一の反射面及び第二の反射面を包囲するカバーが、プリズムと一体に形成されていると共に、搬送路を形成する搬送ガイドに設けられた挿入孔内に嵌合する入射光及び反射光を透過させる突起を備えるように、構成されている。従って、上記突起を挿入孔内に嵌合させることによって、プリズムの紙搬送路に対する位置決めを容易に行なうことができる。
【００１０】
【特許文献１】特許第２６１０９４４号公報
【特許文献２】特許第２９１７１９７号公報
【特許文献３】特許第３０４０２９１号公報
【特許文献４】特許第３２１２４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した各特許文献１乃至３による光学装置は、以下のような問題がある。
即ち、特許文献１による光学素子ユニットにおいては、ケースが光学素子を搭載したプリント基板全体を覆うように構成されていることから、小型の光学素子を使用していても、ケースがおおきくなってしまい、小型化に限界がある。
また、特許文献２及び３による光学センサ装置においては、プリント基板を省略して、光学素子のリード線をコネクタの端子に直接に接続するようにしていることから、小型に構成することができるものの、ケース内における光学素子の位置決めが難しく、また光学素子がそのリード線を介して機械的に固定されていることから、高精度の位置決めが困難になってしまう。
【００１２】
本発明は以上の点に鑑み、小型の光学素子を使用して、簡単な構成により小型に構成され得ると共に、光学素子の位置決めを容易にしたフォトインタラプタ用光学装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、被検出物が搬送される搬送路に隣接して配置し、搬送路を搬送する被検出物を光学的に検出するための光学素子を備えたフォトインタラプタ用光学装置であって、光学素子と、光学素子を外部に接続するためのコネクタと、光学素子及びコネクタを実装し光学素子及びコネクタを互いに電気的に接続する導電パターンを備えたプリント基板と、光学素子，コネクタ及びプリント基板を収容し光学素子の光軸上に凸レンズ部を備えたケースと、ケースに被着したカバーと、を備え、ケースとカバーとの間に画成された密閉空間内に光学素子を配設し、該光学素子を、そのリード端子を所定の形状にフォーミングすることによりプリント基板に対して位置決めすることを特徴としている。
【００１４】
本発明のフォトインタラプタ用光学装置は、前記ケースに、光学素子の外形部分とプリント基板との双方に当接する第一位置決め壁部を備えている。
【００１５】
また、本発明のフォトインタラプタ用光学装置は、前記光学素子とコネクタとをプリント基板の対向する側縁からそれぞれ延設し、前記光学素子、プリント基板及びコネクタが順次一列に並ぶように配設されている。
【００１６】
本発明のフォトインタラプタ用光学装置は、前記コネクタを前記ケースと前記カバーとで挟持している。また、前記コネクタの接続用端子ピンを、前記プリント基板の表面に沿って直線状に配設している。
【００１７】
さらに、本発明のフォトインタラプタ用光学装置は、前記ケースの凸レンズ部が、ケース表面から突出した円筒状の突出部分に設けられ、上記突出部分の内面が小さな曲率半径の凸部として形成されると共に、上記突出部分の外面が大きな曲率半径の凸部として形成される。
【００１８】
本発明のフォトインタラプタ用光学装置は、前記ケースの突出部分の外面の曲率半径が、成形時の収縮によって凹状にならないように選定している。また、前記ケースの突出部分の外面における高低差を、０．０５乃至０．２ｍｍ程度に選定するのがよい。
【００１９】
また、本発明のフォトインタラプタ用光学装置は、上記光学素子を発光素子又は受光素子としている。そして、前記光学素子としての発光素子と受光素子とを互いに光軸が平行になるように並んで配置し、上記発光素子から搬送路内に出射した光を、搬送路の反対側に配置されたプリズムにより反射させて、上記受光素子により受光するように構成することができる。
【００２０】
さらに、上記目的を達成するため、本発明のフォトインタラプタ用光学装置は、被検出物が搬送される搬送路に隣接して配置し、搬送路を搬送する被検出物を光学的に検出するための光学素子を備えたフォトインタラプタ用光学装置であって、光学素子と、上記光学素子を外部に接続するためのコネクタと、上記光学素子を実装し上記光学素子及びコネクタを互いに電気的に接続する導電パターンを備えたプリント基板と、上記プリント基板を覆う中ケースと、上記光学素子，プリント基板及び中ケースを収容し光学素子の光軸上に凸レンズ部を備えたケースと、上記ケースに被着したカバーと、を備え、上記中ケースによって、上記ケース内での上記光学素子の位置決めをしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、小型のサイドビュータイプや表面実装型の光学素子のケース内での位置決めを容易に行うことができる。また、本発明によれば、従来のようにプリント基板を包囲することを要せず、光学素子だけをケースで気密的に包囲することができるので、光学素子自体が小型であることと相俟つて、ケースそして光学装置全体を小型に構成することができる。
また、光学素子のリード端子を所定の形状にフォーミングすることにより、プリント基板に対して位置決めする場合には、外形部分による位置決めが困難である小型の光学素子を使用したとしても、リード端子の形状に基づいて、光学素子をプリント基板の所定のスルーホールに対して位置決めすることができるので、容易に、しかも低コストで光学素子をプリント基板に対して正確に配設することができる。さらに、リード端子の先端付近をプリント基板のスルーホール周辺の導電パターンに対してハンダ付けすることによって、機械的強度を高めることができる。また、ケースが、光学素子の外形部分とプリント基板との双方に当接する位置決め壁部を備えている場合には、ケース内にて、光学素子とプリント基板が正確に位置決めされることになるので、光学素子の光軸がケースの一部に設けられた凸レンズ部に対して正確に光軸合わせされる。
このように光学素子の位置を精度高く決めることができるので、光学素子の小型化に伴う光学装置の縮小化に容易に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に示した実施形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
図１乃至図４は、本発明による分離型フォトインタラプタ用の光学装置の一実施形態を示している。図１において、光学装置１０は、分離型フォトインタラプタで使用される発光側の光学装置、即ち発光装置であって、ほぼ直立した直方体状の外形を有しており、その正面上部に発光部１０ａを備えている。この光学装置１０は、光学素子としてのＬＥＤ１１と、コネクタ１２と、これらのＬＥＤ１１及びコネクタ１２が実装されるプリント基板１３と、これらを包囲するケース１４と、カバー１５とから構成されている。
【００２３】
ＬＥＤ１１は、図３に示すように、市販されている汎用のサイドビュータイプの小型ＬＥＤ１１であって、その下端から下方に互いに平行に延びる二本のリード線１１ａ，１１ｂを備えている。各リード線１１ａ，１１ｂは、それぞれ図３に示すように、下方に向かって距離ｄだけ延びた後、前方に向かって折り曲げられるように、所謂フォーミングされている。この距離ｄは、ＬＥＤ１１がプリント基板１３上に実装されたとき、プリント基板１３を後述するように固定保持するケース１４に対して所定の位置に位置決めされるように選定されている。そして、これらのリード線１１ａ，１１ｂは、後述するように、プリント基板１３の所定のスルーホール１３ａ内に挿通され、ハンダ付けにより電気的に接続されると共に、機械的に固定保持されている。
【００２４】
コネクタ１２は同様に市販のコネクタであって、図示の場合、雄型コネクタが使用されている。このコネクタ１２は、三本の互いに平行に延びる端子ピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備えており、これらの端子ピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、それぞれコネクタ本体を貫通し真っ直に延びており、これらの端子ピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃの上端が、それぞれ後述するようにプリント基板１３の所定の接続ランドに対してハンダ付けされて電気的に接続されると共に、機械的に固定保持されている。
【００２５】
プリント基板１３は、前述したようにＬＥＤ１１及びコネクタ１２が実装されると共に、その両面に、ＬＥＤ１１のリード線１１ａ，１１ｂとコネクタ１２の各端子ピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃを互いに適宜に接続するような導電パターンを備えている。なお、プリント基板１３は、図２（Ｂ）に示すように、光学装置１０の全長の約三分の一程度の長さ程度の大きさに形成されて方形状を呈し、光学装置１０の中心に配設されている。さらに、プリント基板１３の左右側縁に対してＬＥＤ１１及びコネクタ１２とが、光学装置１０の長さ方向に沿って一列に並ぶように、プリント基板１３の対向する側縁からそれぞれ延設されている。即ち、ＬＥＤ１１とコネクタ１２とは、プリント基板１３に搭載されることなく、プリント基板の横に並べて、順次、光学素子、プリント基板及びコネクタが一列に並んで配設されている。
【００２６】
ケース１４は全体が透光性材料から構成され、ほぼ直立した直方体状の外形を有しており、側面の一部と裏面とが開口していて、裏面の開口部がカバー１５により、また、側面の一部の開口部がコネクタ１２により閉じられるように構成されている。そして、ケース１４は、閉じたカバー１５と共に画成する内部空間内に、上記ＬＥＤ１１，コネクタ１２が実装されたプリント基板１３を収容し得るように形成されている。
【００２７】
さらに、ケース１４は、プリント基板１３を収容した状態でＬＥＤ１１の外形部分とプリント基板１３の端縁に当接する第一位置決め壁部１４ａを備えており、この第一位置決め壁部１４ａにより、ＬＥＤ１１及びプリント基板１３の上下方向、即ち光学装置１０の長さ方向に関しての位置を規制している。
なお、ＬＥＤ１１及びプリント基板１３は、図示の場合、これらの側縁に対してカバー１５に設けられた突出部１５ａ（またはケース１４の側壁の内面）が当接することによって、横方向に関して位置決めされ、固定保持されるようになっている。
また、ケース１４は、第一位置決め壁部１４ａの高さよりも低く設定された第二位置決め壁部１４ｂを、ケース１４の凹部の第一位置決め壁部１４ａから離隔した位置に、第一位置決め壁部１４ａと向かい合うようにして備えている。この第二位置決め壁部１４ｂは、コネクタ１２の端縁に当接してコネクタ１２の上下方向、即ち光学装置１０の長さ方向に関しての位置を規制している。
【００２８】
ここで、コネクタ１２は、カバー１５を閉じたとき、ケース１４とカバー１５との間に挟持されることにより、前後方向即ち光軸方向に関して位置決めされ、固定保持されるようになっている。さらに、上記ケース１４は、カバー１５を閉じたとき、ケース１４とカバー１５とコネクタ１２とで密閉空間が画成され、この密閉空間内に上記第一位置決め壁部１４ａによって位置決めされたＬＥＤ１１を気密的に包囲して、ＬＥＤ１１及びその光軸方向の光路を外部から遮断している。これにより、ケース１４内にてＬＥＤ１１の光路に紙粉等が侵入し、堆積することを防止するようになっている。
【００２９】
ケース１４は、図４に示すように、発光部１０ａに対応して前方に突出する短い円筒状の突出部分１６を備えており、この突出部分１６の先端面１６ａが凸レンズ部として形成されている。この先端面１６ａの内面は、凸レンズを画成するように比較的小さな曲率半径ｒを備えている。
これに対して、先端面１６ａの外面は、実質的に平坦に、そして成形時の収縮により凹状にならないように、僅かに凸状になるように形成され、即ち比較的大きな曲率半径Ｒを備えている。これにより、先端面１６ａの外面は、その外周縁付近にて、先端面１６ａの内面と比較して僅かな高低差ｈを有している。この高低差ｈは、好ましくは紙粉等が体積しない程度、例えば０．０５乃至０．２ｍｍ程度に選定されている。また、搬送路への光学装置１０の取付精度を上げる代わりとしても先端面１６ａの外面に所望の曲率が設定されているので、仮に光学装置１０の突出部が搬送路内面より突出しても、０．２ｍｍ以内の突出であるので、紙粉の体積を防止できる。
【００３０】
ここで、上述した光学装置１０において、ＬＥＤ１１の代わりに受光素子として例えばサイドビュータイプの小型のフォトトランジスタを使用すれば、上述の発光装置と対で使用する受光側の光学装置、即ち受光装置を構成することができる。その際、ケース１４の突出部分１６の凸レンズ部は、フォトトランジスタの光学特性に合わせて、適宜の曲率を備えるように構成される。
【００３１】
本発明による光学装置１０は以上のように構成されており、ケース１４の突出部分１６が紙搬送路等を画成する搬送ガイドに設けられた貫通孔内に嵌入され、その先端面１６ａが搬送ガイドの内面とほぼ整合するように固定保持される。また、上記紙搬送路の反対側には、受光装置が配置される。
【００３２】
そして、ＬＥＤ１１に対してコネクタ１２を介して外部から駆動電圧が印加されると、ＬＥＤ１１が駆動され、ＬＥＤ１１から光が光軸方向に出射する。この光は、ＬＥＤ１１の光軸方向に進んで、ケース１４の突出部分１６に形成された凸レンズ部により集束され、ほぼ平行光となって光軸方向に照射され、紙搬送路を挟んで対向して配置された受光装置に入射することになる。
【００３３】
この状態にて、紙搬送路を用紙が搬送されてくると、用紙が光学装置１０のＬＥＤ１１から出射されて受光装置に至る光路を遮断することになり、受光装置が光の遮断を検出することによって、用紙が搬送されてきたことを検出することができる。
【００３４】
この場合、ＬＥＤ１１は、市販されている汎用のサイドビュータイプの小型のＬＥＤを使用すると、部品コストを低く抑制することができる。また、ＬＥＤ１１がケース１４内にて外部に対して気密的に包囲されることにより、外部に対して遮断されているので、使用に伴って搬送路を搬送される用紙等から生ずる紙粉等がケース１４内のＬＥＤ１１の光路中に侵入したり光路内で堆積するようなことがなく、高い信頼性が保持される。
【００３５】
また、ＬＥＤ１１がケース１４内にて、ケース１４の内面，第一位置決め壁部１４ａそしてカバー１５により、三軸方向に関して位置決めされ、固定保持されることによって、ケース１４の突出部分１６の凸レンズ部に対して正確に位置決めされることになる。
【００３６】
さらに、コネクタ１２がケース１４とカバー１５とに挟持されているので、プラグをコネクタ１２に対して着脱する際に生ずる大きな力が、ケース１４やカバー１５に分散されて、端子ピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃとプリント基板１３との接合箇所に集中するのを防止している。また、コネクタ１２の端子ピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃがプリント基板１３の表面に沿ってストレートに延びていてプリント基板１３上に形成された導電パターンによる接続ランドに対してハンダ付けされているので、コネクタ１２の実装容積が低減され、光学装置１０全体が小型に構成されることになる。
【００３７】
また、ケース１４の突出部分１６の先端面１６ａの外面が比較的大きな曲率半径の凸状に形成されていることから、成形時の収縮によって凹状に変形してしまうことがなく、またその高低差ｈが紙粉等が堆積しない程度に選定されているので、搬送ガイドの貫通孔内に嵌合し、その先端面１６ａが搬送ガイドの内面にほぼ整合するように取り付けられたとき、搬送ガイドの内面に対して、上記先端面１６ａが実質的に紙粉が堆積するような凹陥部を構成しない。従って、使用に伴って、ケース１４の突出部分１６の先端面１６ａの外面、即ち凸レンズ部の外面に紙粉等が堆積するようなことがない。これにより、光学装置１０の信頼性がより一層向上する。また、搬送路への光学装置１０の取付精度を上げる代わりとしても先端面１６ａの外面に所望の曲率が設定されているので、仮に光学装置１０の突出部が搬送路内面より突出しても、０．２ｍｍ以内の突出であるので、紙粉の体積を防止できる。
【００３８】
図５乃至図６は、本発明による一体型フォトインタラプタ用の光学装置の第一の実施形態を示している。
図５において、光学装置２０は、ほぼ直立した直方体状の外形を有しており、その正面上部に受光部２０ａを、またその下方に発光部２０ｂを、それぞれ備えている。そして、光学装置２０は、図６に示すように、光学素子即ち受光素子及び発光素子としてのフォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２と、コネクタ２３と、これらのフォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２及びコネクタ２３が実装されるプリント基板２４と、これらを包囲するケース２５と、中ケース２６と、カバー２７とから構成されている。
【００３９】
フォトトランジスタ２１は、市販されている汎用の表面実装型の小型のフォトトランジスタ２１である。また、ＬＥＤ１１は市販されている汎用の表面実装型の小型ＬＥＤ２２である。
【００４０】
コネクタ２３は、同様に市販のコネクタであって、図示の場合、雄型コネクタが使用されている。このコネクタ２３は、四本の互いに平行に延びる端子ピン２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを備えており、これらの端子ピン２３ａ乃至２３ｄは、それぞれコネクタ本体を貫通し真っ直に延びており、これらの端子ピン２３ａ乃至２３ｄの上端が、それぞれ後述するようにプリント基板２４の所定の接続ランドに対してハンダ付けされて電気的に接続されると共に、機械的に固定保持されている。なお、図示の場合、コネクタ２３は、プリント基板２４の裏面側に実装されている。また、コネクタ２３は、光学装置１０のコネクタ１２がケース１４とカバー１５とに挟持されている構成と異なり、ケース２５の側面にコネクタ本体が露呈するように取り付けられている。
【００４１】
プリント基板２４は、前述したようにフォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２及びコネクタ２３が実装されると共に、その表面に、フォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２の電極部とコネクタ２３の各端子ピン２３ａ乃至２３ｄを互いに適宜に接続するような導電パターンを備えている。
【００４２】
ケース２５は全体が透光性材料から構成され、ほぼ直立した直方体状の外形を有しており、裏面が開口して、この開口部がカバー２７により閉じられるように構成されている。そして、ケース２５は、閉じたカバー２７と共に画成する内部空間内に、上記フォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２，コネクタ２３が実装されたプリント基板２４を表面側から覆うように形成されている。
【００４３】
中ケース２６は、不透光性材料から構成されていて、プリント基板２４の表面側にてフォトトランジスタ２１及びＬＥＤ２２を覆うように形成されている。さらに、図６に示すように、中ケース２６は、光学装置２０の内部空間内で、ＬＤＥ２２が収容される領域とフォトトランジスタ２１が収容される領域とを仕切るために、仕切り壁２６ａを設けている。なお、中ケース２６は、フォトトランジスタ２１から出る光やＬＥＤ２２に向かう光を遮らないように、フォトトランジスタ２１及びＬＥＤ２２の対応部位を開口している。  
【００４４】
そして、中ケース２６の仕切り壁２６ａと側壁２６ｂとをプリント基板２４に当接させた状態で、中ケース２６及びプリント基板２４をケース２５内に収容することで、フォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２及びプリント基板２４の前後方向の位置を規制するようになっている。ここで、中ケース２６及びプリント基板２４はケース２５の内部に嵌入して取り付けられている。即ち、プリント基板２４の外形は、ケース２５の凹部の内周面と一致するように形成されている。このようにプリント基板２４がケース２５に取り付けられることで、フォトトランジスタ２１及びＬＥＤ２２が気密的に包囲されて、フォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２及びその光軸方向の光路が外部から遮断される。これにより、ケース２５内にてフォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２の光路に紙粉等が侵入し、堆積することを防止することができる。また、フォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２及びプリント基板２４は、中ケース２６とカバー２７との間に挟持されることにより、前後方向即ち光軸方向に関して位置決めされている。
【００４５】
また、ケース２５は、図６に示すように、受光部２０ａ及び発光部２０ｂに対応して前方に突出する短い円筒状の突出部分２８，２９を備えており、この突出部分２８，２９の先端面２８ａ，２９ａが凸レンズ部として形成されている。この先端面２８ａ，２９ａは、前述した光学装置１０の突出部分１６の先端面１６ａと同様に、その内面が凸レンズを画成するように比較的小さな曲率半径ｒを備えていると共に、その外面が、実質的に平坦にそして成形時の収縮により凹状にならないように僅かに凸状に形成され、比較的大きな曲率半径を備えている。なお、ケース２５は、図７に示すように、ケース外周に開口２５ａを設けるとともに、この開口縁に爪２５ｂを延設し、爪２５ｂが紙搬送路などの取付箇所に形成された孔に嵌入して、ワンタッチで取り付けられるようにしてもよい。この場合でも、ケース２５の内部空間が中ケース２６により外部と遮断されているので、フォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２及びその光軸方向の光路が外部から遮断される。
【００４６】
図８は上述した光学装置２０と共に使用されるプリズム３０の構成例を示している。図８において、プリズム３０は、紙が搬送される紙搬送路を挟んで光学装置２０と対向して配置されるようになっており、第一の反射面３１と第二の反射面３２とを有している。第一の反射面３１は、光学装置２０の発光部２０ｂの光軸に整列して、この光軸に対して斜め４５度に配置される。また、第二の反射面３２は、光学装置２０の受光部２０ａの光軸に整列して、この光軸に対して逆方向に斜め４５度に配置される。これにより、光学装置２０の発光部２０ｂから出射した光が、プリズム３０の第一の反射面３１に入射して、第二の反射面３２に向かって反射され、さらに第二の反射面３２に入射して、光学装置２０の受光部２０ａに向かって反射される。
【００４７】
プリズム３０は、さらに第一の反射面３１及び第二の反射面３２に関して、光学装置２０の発光部２０ｂ，受光部２０ａに対する光路上に、光学装置２０側に突出する短い円筒状の突出部分３３，３４を備えている。これらの突出部分３３，３４の先端面３３ａ，３４ａは、それぞれ前述した光学装置２０の突出部分２８，２９の先端面２８ａ，２９ａの外面と同様に、実質的に平坦に、そして成形時の収縮により凹状にならないように、僅かに凸状になるように形成され、即ち比較的大きな曲率半径を備えている。
【００４８】
さらに、プリズム３０は、第一の反射面３１及び第二の反射面３２の外側に立ち上がる側壁部３５，３６を備えている。この側壁部３５，３６は、プリズム３０と一体に成形されており、組立等の際に、作業者が第一の反射面３１及び第二の反射面３２の直接に触れないようになっている。
【００４９】
このような構成の光学装置２０によれば、ケース２５の突出部分２８，２９が紙搬送路等を画成する搬送ガイドに設けられた貫通孔内に嵌入され、その先端面２８ａ，２９ａが搬送ガイドの内面とほぼ整合するように固定保持される。また、上記紙搬送路の反対側には、プリズム３０が、その突出部分３３，３４が同様に搬送ガイドに設けられた貫通孔内に嵌入され、その先端面３３ａ，３４ａが搬送ガイドの内面とほぼ整合するように固定保持される。
【００５０】
そして、ＬＥＤ２２に対してコネクタ２３を介して外部から駆動電圧が印加されると、ＬＥＤ２２が駆動され、ＬＥＤ２２から光が光軸方向に出射する。この光はＬＥＤ２２の光軸方向に進んで、ケース２５の突出部分２９に形成された凸レンズ部により集束され、ほぼ平行光となって光軸方向に照射され、紙搬送路を挟んで対向して配置されたプリズム３０の突出部３３から第一の反射面３１に入射する。そして、第一の反射面３１及び第二の反射面３２で反射された光は、プリズム３０の突出部３４を介して、紙搬送路を通って光学装置２０の受光部２０ａに入射し、突出部分２８の凸レンズ部により集束され、フォトトランジスタ２１の受光面に入射する。
【００５１】
この状態にて、紙搬送路を用紙が搬送されてくると、用紙が光学装置２０のＬＥＤ２２から出射されて紙搬送路を挟んでプリズム３０により反射されて受光部２０ａに入射する光路を遮断することになり、フォトトランジスタ２１が光の遮断を検出して用紙が搬送されてきたことを検出することができる。
【００５２】
このような光学装置２０によれば、前述の光学装置１０と同様に、フォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２がケース２５内にて中ケース２６及びカバー２７により三軸方向に関して正確に位置決めされて密閉されており、それによって搬送路を搬送される用紙等から生ずる紙粉等ががケース２５内のフォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２の光路中に侵入したり、光路内で堆積するようなことがなく、高い信頼性が保持される。
また、ケース２５の突出部分２８，２９の先端面２８ａ，２９ａの外面が比較的大きな曲率半径に設定されているので、紙粉等が堆積するようなことがない。これにより光学装置２０の信頼性がより一層向上する。さらに、フォトトランジスタ２１，ＬＥＤ２２は、市販されている汎用の表面実装型の素子を使用できるので、部品コストを低く抑制することができる。
【００５３】
図９及び図１０は、本発明による一体型フォトインタラプタ用の光学装置の第二の実施形態を示している。図９において、光学装置４０は、取付フランジ４１を備えたほぼ直立した直方体状の外形を有しており、光学素子、即ち発光素子及び受光素子として、表面実装型のフォトトランジスタ２１及びＬＥＤ２２の代わりに、市販されている汎用のサイドビュータイプの小型のフォトトランジスタ４２及びＬＥＤ４３が使用されている点を除いて、図５及び図６に示した光学装置２０とほぼ同様に構成されている。
【００５４】
この場合、上記フォトトランジスタ４２及びＬＥＤ４３は、図１に示した光学装置１０におけるＬＥＤ１１と同様に、そのリード線がフォーミングされており、プリント基板２４に実装されたとき、所定位置に位置決めされる。また、コネクタ２３は、三本の端子ピン２３ａ乃至２３ｃを備えていると共に、プリント基板２４に表面実装され、さらにケース２５及びカバー２７により挟持されるようになっている。
【００５５】
さらに、プリント基板２４は、長手方向中央付近の両側縁に凹状の切欠２４ａ，２４ｂを備えており、この切欠２４ａ，２４ｂ内に、ケース２５の内面に設けられたリブ２５ｃ，２５ｄが嵌入することにより、長手方向に関して位置決めされ固定される。これにより、プリント基板２４上に実装されたフォトトランジスタ４２及びＬＥＤ４３が、ケース２５の凸状部分２８，２９の凸レンズ部に対して位置決めされ、光軸合わせが行われる。
【００５６】
図示の場合、プリント基板２４は、その裏面にフォトトランジスタ４２及びＬＥＤ４３の駆動及び信号取出しのために必要な回路を構成するチップコンデンサやチップ抵抗等の部品２４ｃが実装されている。さらに、ケース２５は、その凸状部分２８，２９及び取付フランジ４１を除く内面がつや消し加工されており、無用な反射を防止するようになっている。また、光学装置４０のコネクタ２３は、図５及び図６の光学装置２０の構成と異なり、ケース２５，プリント基板２４，カバー２７に挟持されている。
【００５７】
このような構成の光学装置４０によれば、図５及び図６に示した光学装置２０と同様にして、図８に示したプリズム３０と協働して、例えば紙搬送路を搬送されてくる用紙等を検出することができる。この場合、同様にして、フォトトランジスタ４２，ＬＥＤ４３は、市販されている汎用のサイドビュータイプの素子を使用できるので、部品コストを低く抑制することができる。
【００５８】
上述した実施形態において、光学装置１０，２０，４０は、用紙を搬送するための紙搬送路を画成する搬送ガイドに取り付けられ、搬送されてくる用紙を検出するようになっているが、これに限らず、他の被搬送物を検出するものであってもよい。
また、上述した実施形態においては、発光素子としてＬＥＤ１１，２２，４３を、また受光素子としてフォトトランジスタ２１，４２を使用しているが、これに限らず、他の種類の発光素子及び受光素子が使用されてもよい。また、上記の光学装置１０，２０を製造する際に、各構成部材１２，１３，１４，１５（２３，２４，２５，２６，２７）同士の結合を強固にするために、接着剤を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による分離型フォトインタラプタ用の発光側の光学装置の一実施形態の構成を示し、（Ａ）は平面図，（Ｂ）は左側面図，（Ｃ）は正面図である。
【図２】（Ａ）は図１に示す光学装置の発光部の横断面図，（Ｂ）は縦断面図，（Ｃ）は一部破断背面図である。
【図３】図１の光学装置におけるＬＥＤの（Ａ）正面図及び（Ｂ）右側面図である。
【図４】図１の光学装置におけるケースの発光部付近の構成を示す部分拡大断面図である。
【図５】本発明による一体型フォトインタラプタ用の光学装置の第一の実施形態の構成を示し、（Ａ）は正面図，（Ｂ）は右側面図，（Ｃ）は底面図である。
【図６】図５の光学装置における縦断面図である。
【図７】図５のケースの他の構成例を示し、（Ａ）は正面図，（Ｂ）は右側面図，（Ｃ）は底面図である。
【図８】図５の光学装置と共に使用されるプリズムの一構成例を示し、（Ａ）は正面図，（Ｂ）は断面図，（Ｃ）は平面図である。
【図９】本発明による一体型フォトインタラプタ用の光学装置の第二の実施形態の構成を示し、（Ａ）は右側面図，（Ｂ）は正面図，（Ｃ）は底面図である。
【図１０】図９の光学装置の（Ａ）一部破断正面図及び（Ｂ）断面図である。
【図１１】従来の光学装置で使用される金属ステムガラスキャップタイプのＬＥＤの構成例を示すもので、（Ａ）は平面図，（Ｂ）は正面図である。
【図１２】従来の光学装置で使用されるキャスティングタイプのＬＥＤの構成例を示し、（Ａ）は平面図，（Ｂ）は正面図である。
【図１３】従来の光学装置で使用される大型のサイドビュータイプのＬＥＤの構成例を示し、（Ａ）は正面図，（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０，２０，４０    光学装置
１１，２２，４２    ＬＥＤ（発光素子）
１１ａ，１１ｂ      リード線
１２，２３    コネクタ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ    端子ピン
１３，２４    プリント基板
１４，２５    ケース
１４ａ    第一位置決め壁部
１４ｂ    第二位置決め壁部
１５，２７    カバー
１５ａ    カバーの突出部
２６ａ    仕切り壁
２６ｂ    側壁
１６，２８，２９，３３，３４    突出部分
２１，４３    フォトトランジスタ（受光素子）
２６    中ケース
３０    プリズム
３１，３２    反射面
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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