(57)【要約】【課題】検出物進入空間への検出物の進入位置を正確に検出可能なフォトインタラプタを提供する。【解決手段】検出物進入空間４を挟んで配置される第１の支持部１ａと第２の支持部１ｂとを備え、検出物進入空間４を挟むようにして、発光素子２ａ，２ｂと受光素子３ａ，３ｂの一方が第１の支持部１ａに、他方が第２の支持部２ｂに搭載されてなる発光素子２ａ，２ｂと受光素子３ａ，３ｂとの組が、検出物進入空間４の深さ方向に間隔を開けて複数組設けられるフォトインタラプタＡ１であって、発光素子２ａ，２ｂと受光素子３ａ，３ｂとの組は、検出物進入空間４の深さ方向に隣接する組どうしの関係において、上記各支持部１ａ，１ｂには、発光素子２ａ，２ｂと受光素子３ａ，３ｂとが交互に配置されていることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出物進入空間を挟んで配置される第１の支持部と第２の支持部とを備え、上記検出物進入空間を挟むようにして、発光素子と受光素子の一方が上記第１の支持部に、他方が上記第２の支持部に搭載されてなる発光素子と受光素子との組が、上記検出物進入空間の深さ方向に間隔を開けて複数組設けられるフォトインタラプタであって、
上記発光素子と受光素子との組は、上記検出物進入空間の深さ方向に隣接する組どうしの関係において、上記各支持部には、発光素子と受光素子とが交互に配置されていることを特徴とする、フォトインタラプタ。
【請求項２】
上記発光素子と受光素子との組は、２組設けられており、上記各支持部には、第１の組の発光素子と第２の組の受光素子とが上記検出物進入空間の深さ方向に上記間隔を開けて搭載されている、請求項１に記載のフォトインタラプタ。
【請求項３】
上記第１の支持部と上記第２の支持部は、略同一平面内にある板状をしており、上記第１の組の発光素子と受光素子は、上記板状の第１の支持部と上記板状の第２の支持部のそれぞれの一方側の面に搭載されており、上記第２の組の発光素子と受光素子は、上記板状の第１の支持部と上記板状の第２の支持部のそれぞれの他方側の面に搭載されている、請求項２に記載のフォトインタラプタ。
【請求項４】
上記板状の第１の支持部と上記板状の第２の支持部は、所定の大きさの基板に上記検出物進入空間と対応するスリットを設け、この基板における上記スリットを挟む部分により構成されている、請求項３に記載のフォトインタラプタ。
【請求項５】
上記基板には、この基板の面内方向に延出する複数の凸部が一体形成されているとともに、この基板に搭載される上記２組の発光素子と受光素子とにそれぞれ導通する配線パターンが形成されており、かつ、この配線パターンが上記複数の凸部に延出させられていて、これらの凸部が複数の端子部を形成している、請求項４に記載のフォトインタラプタ。
【請求項６】
上記基板は、ケースに内包され、このケースは、上記検出物進入空間を規定する凹溝を有しており、かつ、この凹溝の内面には、上記各発光素子からの光を出射させ、あるいは上記各受光素子へ光を入射させるための窓部が形成されている、請求項５に記載のフォトインタラプタ。
【請求項７】
上記複数の端子部は、上記ケースの適部から突出させられている、請求項６に記載のフォトインタラプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば印刷機器における印刷用紙の端縁位置の検知や環状のスリット列をもつ円板と組み合わせてロータリーエンコーダを構成する場合に用いるフォトインタラプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなフォトインタラプタとしては、たとえば、特許文献１や特許文献２に記載のものを例示することができる。図５に、従来のフォトインタラプタＸの一例の構成を略示する。
【０００３】
図５に示すように、このフォトインタラプタＸは、図示しないケース内に装填された基板部材９０１を備えており、この基板部材９０１には、検出物進入空間９０４を挟んで一対の板状の支持部９０１ａ，９０１ｂが形成されている。一方の支持部９０１ａには、２つの発光素子９０２ａ，９０２ｂが上記検出物進入空間９０４の深さ方向に所定距離をへだてて搭載されている。他方の支持部９０２ｂには、２つの受光素子９０３ａ，９０３ｂが、上記２つの発光素子９０２ａ，９０２ｂと対向するようにして搭載されている。また、これらの発光素子９０２ａ，９０２ｂと受光素子９０３ａ，９０３ｂは、板状の支持部９０１ａ，９０１ｂにおける同じ側の面に搭載されている。
【０００４】
検出物Ｂが図５に示す位置まで進入すると、発光素子９０２ａから発せられた光を受光素子９０３ａが受光できなくなり、これにより、検出物Ｂが検出物進入空間９０４における上記発光素子９０２ａと受光素子９０３ａとが設けられた深さ位置まで進入したことが検出される。そして、上記受光素子９０３ａが光を受光せず、かつ、受光素子９０３ｂもまた発光素子９０２ｂからの光を受光できない状態となると、検出物Ｂが検出物進入空間９０４における上記発光素子９０２ｂと受光素子９０３ｂとが設けられた深さ位置まで進入したことが検出される。このように、このフォトインタラプタＸは、２つの受光素子９０３ａ，９０３ｂの受光状態により、たとえば、印刷機器において、印刷用紙の端縁位置を検出することが予定されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１４５１１３号公報
【特許文献２】実開平５−２０３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フォトインタラプタＸにおいては、以下のような問題があった。たとえば、検出物Ｂが図５に示す位置まで進入している場合、この検出物Ｂが発光素子９０２ａと受光素子９０３ａとの間の光路を遮るが、発光素子９０２ｂと受光素子９０３ａとの間の光路を遮ることができない状態が現出する。そうすると、検出物Ｂが発光素子９０２ａと受光素子９０３ａとが設けられた深さ位置まで進入しても、受光素子９０３ａが発光素子９０２ｂからの光を受光してしまい、検出結果は、検出物Ｂが発光素子９０２ａと受光素子９０３ａとが設けられた深さ位置まで進入していないという誤ったものとなる。
【０００７】
本発明は上記の事情によって考え出されたものであり、簡易な構成により、検出物進入空間への検出物の進入位置を正確に検出可能なフォトインタラプタを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【０００９】
本発明によって提供されるフォトインタラプタは、検出物進入空間を挟んで配置される第１の支持部と第２の支持部とを備え、上記検出物進入空間を挟むようにして、発光素子と受光素子の一方が上記第１の支持部に、他方が上記第２の支持部に搭載されてなる発光素子と受光素子との組が、上記検出物進入空間の深さ方向に間隔を開けて複数組設けられるフォトインタラプタであって、上記発光素子と受光素子との組は、上記検出物進入空間の深さ方向に隣接する組どうしの関係において、上記各支持部には、発光素子と受光素子とが交互に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、各受光素子と、隣接する他の組の発光素子とが同一の支持部上に搭載されているので、それらの発光素子から出る光の影響を抑えることができる。このため、より正確な検出を行うことが可能である。
【００１１】
好ましい実施の形態においては、上記発光素子と受光素子との組は、２組設けられており、上記各支持部には、第１の組の発光素子と第２の組の受光素子とが上記検出物進入空間の深さ方向に上記間隔を開けて搭載されている。さらに、上記第１の支持部と上記第２の支持部は、略同一平面内にある板状をしており、上記第１の組の発光素子と受光素子は、上記板状の第１の支持部と上記板状の第２の支持部のそれぞれの一方側の面に搭載されており、上記第２の組の発光素子と受光素子は、上記板状の第１の支持部と上記板状の第２の支持部のそれぞれの他方側の面に搭載されている。
【００１２】
このような構成によれば、上記第１の組の発光素子と上記第２の組の受光素子とは、上記板状の第１の支持部を挟んで配置されているので、上記第１の組の発光素子から出る光は上記板状の第１の支持部に遮られ、上記第２の組の受光素子に届かない。上記第２の組の発光素子と上記第１の組の受光素子とにおいても同様である。このため、双方の受光素子において、対となる発光素子以外からの光を好適に遮断でき、精度のよい検出を行うことが可能である。
【００１３】
好ましい実施の形態においては、上記板状の第１の支持部と上記板状の第２の支持部は、所定の大きさの基板に上記検出物進入空間と対応するスリットを設け、この基板における上記スリットを挟む部分により構成されている。さらに、上記基板には、この基板の面内方向に延出する複数の凸部が一体形成されているとともに、この基板に搭載される上記２組の発光素子と受光素子とにそれぞれ導通する配線パターンが形成されており、かつ、この配線パターンが上記複数の凸部に延出させられていて、これらの凸部が複数の端子部を形成している。
【００１４】
このような構成によれば、本発明に係るフォトインタラプタは、単一の基板を加工し、各素子を設置することで製造可能となり、上記凸部が端子部となるので、電源装置や出力装置との接続も容易となる。
【００１５】
上記基板は、ケースに内包され、このケースは、上記検出物進入空間を規定する凹溝を有しており、かつ、この凹溝の内面には、上記各発光素子からの光を出射させ、あるいは上記各受光素子へ光を入射させるための窓部が形成されている。また、上記複数の端子部は、上記ケースの適部から突出させられている。
【００１６】
このような構成によれば、上記ケースは、各発光素子から、対となる受光素子へ向かう光を遮断することなく、各受光素子を外光から保護することができる。さらに、上記端子部を突出させる構造となっているので、電源装置や出力装置との接続も容易に行うことができる。
【００１７】
本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に、本発明の第１実施形態に係るフォトインタラプタＡ１の斜視図を示す。図２は図１のII-II線に沿う断面図であり、図３は図１および図２のIII-III線に沿う断面図である。図１に示すように、フォトインタラプＡ１は、基板１と、この基板１を収容する断面が凹字形の箱状のケース５とを備えて構成されている。このケース５の底面には、図１中の下方へ突出する５本の端子部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅを露出させるための開口５ｅ（図３参照）が形成されている。このケース５の凹んでいる溝状の部分は、検出物Ｂが進入可能な検出物進入空間４である。また、この検出物進入空間４に向けてケース５内部を露出させるように、窓部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ（図１中では一部表示せず）が形成されている。
【００１９】
図２および図３に示すように、基板１はケース５の内壁に嵌るように形成されており、基板ホルダ７によって、ケース５内の空間を図２中の上下方向に２分割するように固定されている。図３に示すように、基板１は、第１支持部１ａと、第２支持部１ｂと、基底部１ｃの３つの部分から成っている。第１支持部１ａと第２支持部１ｂとは検出物進入空間４を挟んで並列しており、ともに基底部１ｃから図３中の上方向へ突出するように形成されている。この基板１上には、発光素子２ａ，２ｂおよび受光素子３ａ，３ｂが搭載されており、それらとワイヤボンディングされた配線パターン８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅが形成されている。また、基底部１ｃから図３中の下方へ端子部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅが突出している。
【００２０】
発光素子２ａは、第１支持部１ａの図２中の下面側に設置されている。この発光素子２ａは、配線パターン８ａと導通するボンディングパッド上に搭載されており、配線パターン８ｂにワイヤボンディングされている。配線パターン８ａは端子部６ａへ延出しており、アースと接続される。一方配線パターン８ｂは、端子部６ｂへ延出しており、外部電源と導通し、発光素子２ａへ電力を供給する。
【００２１】
受光素子３ａは、光を受光すると電流を生じる素子であり、第２支持部１ｂの図２中の下面側に、受光面を図２中の下方向に向けて設置されている。この受光素子３ａは、配線パターン８ａと配線パターン８ｃとにワイヤボンディングされている。配線パターン８ｃは端子部６ｃへ延出しており、電流検出機器と導通している。このため、受光素子３ａが光を受光すると、上記電流検出機器が電流を検出するので、受光素子３ａの受光状態を知ることができる。この受光素子３ａは、発光素子２ａと組をなし、この発光素子２ａが発した光を受光するべきものであり、これら発光素子２ａと受光素子３ａとは、検出物進入空間４の深さ方向（図３中の上下方向）において同じ位置に設置されている。
【００２２】
発光素子２ｂは、第２支持部１ｂの図２中の上面側に設置されている。この発光素子２ｂは、配線パターン８ｆと導通するボンディングパッド上に搭載されており、配線パターン８ｄにワイヤボンディングされている。配線パターン８ｆは基板１の表面側と裏面側とを貫通するスルーホール９ｂを通り、配線パターン８ａと導通し、アースと接続される。一方配線パターン８ｄは、端子部６ｄへ延出しており、外部電源と導通し、発光素子２ｂへ電力を供給する。
【００２３】
受光素子３ｂは、受光素子３ａと同様に光を受光すると電流を生じる素子であり、第１支持部１ａの図２中の上面側に、受光面を図２中の上方向に向けて設置されている。この受光素子３ｂは、配線パターン８ｅと配線パターン８ｇとにワイヤボンディングされている。配線パターン８ｇは基板１の表面側と裏面側とを貫通するスルーホール９ａを通り、配線パターン８ａと導通し、アースと接続される。配線パターン８ｅは端子部６ｅへ延出しており、電流検出機器と導通している。このため、受光素子３ｂが光を受光すると、受光素子３ａと同様に電流を検出し、受光状態を知ることができる。この受光素子３ｂは、発光素子２ｂと組をなし、この発光素子２ｂが発した光を受光するべきものであり、これら発光素子２ｂと受光素子３ａとは、発光素子２ａと受光素子３ａの組に対して検出物進入空間４の深さ方向について異なる位置において、同じ深さ位置（図３中の上下方向の位置）に設置されている。
【００２４】
発光素子２ａと受光素子３ａの組、並びに、発光素子２ｂと受光素子３ｂの組と、第１支持部１ａ、並びに、第２支持部１ｂとの関係をまとめると、次のとおりである。
【００２５】
発光素子２ａと受光素子３ａの組と、発光素子２ｂと受光素子３ｂの組とは、検出物進入空間４の深さ方向について異なる深さ位置に設置されている。発光素子２ａと受光素子３ａの組と、発光素子２ｂと受光素子３ｂの組とは、互いに基板１の反対側の面に搭載されている。発光素子２ａと受光素子３ａの組と、発光素子２ｂと受光素子３ｂの組において、発光素子２ａと発光素子２ｂとは、一方が第１支持部１ａに、他方が第２支持部１ｂに搭載されている。
【００２６】
図２および図３に示すように、発光素子２ａは窓部５ａに面しており、ケース５の外部に向けて光を照射することが可能である。また、受光素子３ａは窓部５ｂから入射してきた光を検知することができる。同様に、発光素子２ｂは窓部５ｄに面しており、ケース５の外部に向けて光を照射することが可能であり、受光素子３ｂは窓部５ｃから入射してきた光を検知することができる。
【００２７】
以下、フォトインタラプタＡ１の作用について説明を行う。
【００２８】
このフォトインタラプタＡ１は、検出物進入空間４へ検出物Ｂが進入し、発光素子２ａ，２ｂから出射される検出用の光が、それぞれ対応する受光素子３ａ，３ｂで受光されるかどうかで、検出物Ｂの検出物進入空間４への進入度合い、すなわち、この検出物Ｂの存在・不存在、あるいは大きさ等を検出することができる。ここで、検出物進入空間４の浅い位置に設置された組の受光素子３ａに注目すると、上記したようにこの受光素子３ａが搭載された第２支持部１ｂの反対側の面に検出物進入空間４の深い位置に設置された組の発光素子２ｂが搭載されているので、この受光素子３ａは、組をなして対応する発光素子２ａからの光を受けることができても、発光素子２ｂからの光は到達しない。また、検出物進入空間４の深い位置に設置された組の受光素子３ｂに注目しても、検出物進入空間４の浅い位置に設置された組の発光素子２ａからの光は到達しない。このように、各受光素子３ａ，３ｂへ余計な光が入射しないので、正確な検出を行うことが可能である。
【００２９】
さらに、各受光素子３ａ，３ｂの受光面が、図２中の下方あるいは上方を向いているため、発光素子２ａから出た光が受光素子３ｂに到達する可能性および発光素子２ｂから出た光が受光素子３ａに到達する可能性はより一層低くなっている。このため、より正確な検出を行うことができる。
【００３０】
図４に本発明の第２実施形態に係るフォトインタラプタＡ２の一部断面図を示す。この図４においてケース５は省略されている。このフォトインタラプタＡ２は、フォトインタラプタＡ１の各発光素子２ａ，２ｂおよび各受光素子３ａ，３ｂを透明樹脂１０で覆い、さらにシールド１１で囲った構成となっている。
【００３１】
透明樹脂１０は、たとえばシリコーン樹脂などで形成されており、各素子および配線パターンとの導通に用いられるボンディングワイヤを保護する。シールド１１は、図４に示すように、検出用の光が出射もしくは入射する方向を除いて各素子を囲むように形成されている。このシールド１１の各素子と対向する面は白色面や鏡面とすることにより高反射率をもつ反射面としてあり、検出用の光を最大限に利用可能なように構成されている。さらに、このシールド１１は、発光素子２ａから受光素子３ａに向かう光と発光素子２ｂから受光素子３ｂに向かう光以外の光が各受光素子３ａ，３ｂへ到達することを防ぎ、検出精度をより向上させることができる。
【００３２】
本発明に係るフォトインタラプタは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るフォトインタラプタの各部の具体的な構成は、様々に設計変更自在である。たとえば、窓部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの形状および大きさは、検出用の光が通過できる範囲で自在に変更可能であるし、ケース５の形状も基板１を収納可能な範囲で変更可能である。
【００３３】
また、実施形態では、組をなす発光素子と受光素子を２組設けているが、３組以上設ける場合にも同様に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフォトインタラプタの斜視図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】図１および図２のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るフォトインタラプタの一部断面図である。
【図５】従来のフォトインタラプタの構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ１，Ａ２                                フォトインタラプタ
１                                        基板
１ａ                                      第１支持部
１ｂ                                      第２支持部
１ｃ                                      基底部
２ａ，２ｂ                                発光素子
３ａ，３ｂ                                受光素子
４                                        検出物進入空間
５                                        ケース
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ                    窓部
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ              端子部
７                                        基板ホルダ
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ，８ｇ  配線パターン
９ａ，９ｂ                                スルーホール
１０                                      透明樹脂
１１                                      シールド  
【図１】
2007243004.tif 000003
【図２】
2007243004.tif 000004
【図３】
2007243004.tif 000005
【図４】
2007243004.tif 000006
【図５】
2007243004.tif 000007