(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複写機、プリンタ等の用紙搬送系におけるガイド板の下方に配置され、遮光部材を挟んで並列配置された発光素子と受光素子とを備え、該発光素子から照射され、前記ガイド板に設けられた抜き孔を介して該ガイド板上を搬送される用紙によって反射される反射光を該受光素子によって受光することにより該ガイド板の上方を搬送される用紙の有無を検出する反射型光結合装置において、
該発光素子及び該受光素子の前面側に前記用紙の通過により落下した紙粉が堆積する透光性材料からなるカバーを備え、該カバーには、前記遮光部材が嵌合するスリットが設けられており、
該カバーの後面側の該発光素子及び該受光素子に対向する該スリットの両側部分に、該スリットによって分離された第１の集光用レンズ部および第２の集光用レンズ部がそれぞれ設けられており、
該第１の集光用レンズ部および該第２の集光用レンズ部の前面側表面がそれぞれ平面であって、該第１の集光用レンズ部および該第２の集光用レンズ部の前記発光素子側および前記受光素子側の表面がそれぞれ前記発光素子側および前記受光素子側へ球面状に突出しており、該第１の集光用レンズ部および該第２の集光用レンズ部の各光軸が、それぞれ屈折することなく該カバーの前面側で交差するように、該第１の集光用レンズ部および該第２の集光用レンズ部の前面側表面および前記発光素子側および前記受光素子側表面が、それぞれ、前記スリット側に向かって傾斜しており、
前記発光素子および前記受光素子は、同一のフレーム上に実装されて、それぞれ透光性樹脂からなる樹脂体に封入されており、
前記各樹脂体が、遮光性樹脂によって構成されたボディにおける平板状のベース部内に嵌合されており、
前記ボディは、前記ベース部から上方に突出した凸部を有し、該凸部内に前記カバーが嵌合する凹部が設けられて、該凹部の底面に、該凹部内を前記発光素子および前記受光素子とそれぞれ連通する開口部が設けられるとともに、前記各開口部間において上方に突出する突起が設けられており、
該突起が前記遮光部材を構成しており、該突起によって前記第１の集光用レンズ部および該第２の集光用レンズ部が遮光されていることを特徴とする反射型光結合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、並列配置された発光素子及び受光素子を備え、発光素子から照射された光が物体（被検出体）により反射されたときの反射光を受光素子により受光することにより物体の検出を行う反射型光結合装置に関し、より詳しくは集光レンズにより検出範囲を制限した集光レンズ付きの反射型光結合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射型の光センサとして、反射型フォトインタラプタと称せられる反射型光結合装置がある。この反射型光結合装置は、被検出体である各種物体を非接触状態で検出する非接触センサとして使用されており、そのなかでも集光レンズにより検出範囲を制限した集光レンズ付きの反射型光結合装置は、複写機、プリンタ等の用紙搬送系における用紙の検出に主に使用されている。
【０００３】
集光レンズを備えた従来の反射型光結合装置の一例を図４に示し、その反射型結合装置に使用された集光レンズの構造を図５及び図６に示す。また、その反射型結合装置の使用例を図７に示す。
【０００４】
図４に示された反射型光結合装置は、遮光性樹脂からなるボディ１０と、ボディ１０内に封入された発光素子２０ａ及び受光素子２０ｂと、発光素子２０ａ及び受光素子２０ｂの前面側（図では上側）に位置してボディ１０内に嵌合されたカバー４０とを備えている。
【０００５】
発光素子２０ａ及び受光素子２０ｂは、それぞれの間で共用されるフレーム２１の上に発光ダイオード及びフォトダイオードを実装し、これらを透光性樹脂からなる樹脂体２３ａ及び２３ｂ中にそれぞれ封入した構造になっている。
【０００６】
カバー４０は透光性樹脂で形成されている。このカバー４０には、発光素子２０ａ及び受光素子２０ｂの各前面側に位置して、集光レンズ部４１ａ及び４１ｂがそれぞれ形成されている。集光レンズ部４１ａ及び４１ｂは、図５及び図６に示すように、それぞれの前面側の表面４２ａ及び４２ｂが前面側に突出した凸レンズであり、且つそれぞれの光軸が前面側で交差する方向に傾斜している。
【０００７】
そして、発光素子２０ａ側の樹脂体２３ａと受光素子２０ｂ側の樹脂体２３ｂとの間、及び発光素子２０ａ側の集光レンズ部４１ａと受光素子２０ｂ側の集光レンズ部４１ｂとの間は、いずれも遮光性樹脂からなるボディ１０の一部により遮光されている。
【０００８】
発光素子２０ａから照射された光は、カバー４０の集光レンズ部４１ａにより集光され、前面側に照射される。その照射方向前方に被検出体５０が存在する場合は、照射光が被検出体５０により反射される。その反射光は、カバー４０の集光レンズ部４１ｂにより集光されて受光素子２０ｂに入射し、受光素子２０ｂにより光電変換されて出力される。そして、この出力電気信号により、被検出体５０の有無が光学的に非接触検出される。
【０００９】
このように、集光レンズにより照射光及び反射光の各光束を絞り、検出範囲を制限した反射型光結合装置は、前述したとおり、複写機、プリンタ等の用紙搬送系における用紙の検出に主に使用されている。
【００１０】
図７はこの用紙検出系の一例を示したものである。この用紙検出系においては、対向配置された水平なガイド板６０，７０の間に形成された隙間８０（通常２〜４ｍｍ）内を、被検出体５０としての用紙が搬送される際に、その用紙が、ガイド板６０，７０の下方に配置された上述の集光レンズ付き反射型光結合装置により検出される。この用紙検出のために、ガイド板６０，７０には、抜き孔６１，７１が、反射型光結合装置の前面側に位置して設けられている。
【００１１】
このとき、抜き孔６１，７１の径が大きいと、これらの孔に用紙が引っ掛かりやすくなり、紙づまりの原因となる。このため、抜き孔６１，７１の径は１０ｍｍ程度まで制限されている。
【００１２】
このような状況下で、反射型光結合装置における照射光及び反射光の各光束が大きいと、ガイド板６０，７０の抜き孔６１，７１の周囲の部分に光が当たり、不必要な反射光が検出される。その結果、用紙の有無により得られるＳ／Ｎ比の低下が生じ、最悪の場合は、用紙が存在しない状態でも、抜き孔６１，７１の周囲からの反射光により、誤って用紙が検出されてしまう。
【００１３】
このため、複写機、プリンタ等の用紙搬送系における用紙の検出には、集光レンズにより照射光及び反射光の各光束を絞り、検出範囲を制限した集光レンズ部付きの反射型光結合装置が使用されているわけである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の集光レンズ付きの反射型光結合装置には、次のような問題がある。
【００１５】
図７に示されるような用紙検出系にあっては、ガイド板６０，７０の間に形成された隙間８０を用紙が通過するごとに、微量ではあるが、下段のガイド板６０の抜き孔６１から紙粉が落下する。この紙粉は、下方に配置された反射型光結合装置のカバー４０上に堆積し、集光レンズ部４１ａ，４１ｂを覆うことにより、光の出入経路を塞ぐ。このため、メンテナンスサービス等によりカバー４０の前面を定期的に拭き取る清掃作業が行われている。
【００１６】
この清掃作業は、カバー４０の前面側の表面が平坦であるほど簡単で確実なものとなるが、従来の反射型光結合装置においては、カバー４０に形成された集光レンズ部４１ａ及び４１ｂが、それぞれの前面側の表面４２ａ及び４２ｂが前面側に突出した凸レンズであるため、カバー４０の前面側の表面の凹凸が多い。このため、清掃作業の作業性が悪く、しかも清掃状態の確認が容易でないという問題があった。
【００１７】
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、集光レンズ付きであるにもかかわらず、そのレンズ部の清掃を容易に且つ確実に行うことができる反射型光結合装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の反射型光結合装置は、複写機、プリンタ等の用紙搬送系におけるガイド板の下方に配置され、遮光部材を挟んで並列配置された発光素子と受光素子とを備え、該発光素子から照射され、前記ガイド板に設けられた抜き孔を介して該ガイド板上を搬送される用紙によって反射される反射光を該受光素子によって受光することにより該ガイド板の上方を搬送される用紙の有無を検出する反射型光結合装置において、該発光素子及び該受光素子の前面側に前記用紙の通過により落下した紙粉が堆積する透光性材料からなるカバーを備え、該カバーには、前記遮光部材が嵌合するスリットが設けられており、該カバーの後面側の該発光素子及び該受光素子に対向する該スリットの両側部分に、該スリットによって分離された第１の集光用レンズ部および第２の集光用レンズ部がそれぞれ設けられており、該第１の集光用レンズ部および該第２の集光用レンズ部の前面側表面がそれぞれ平面であって、該第１の集光用レンズ部および該第２の集光用レンズ部の前記発光素子側および前記受光素子側の表面がそれぞれ前記発光素子側および前記受光素子側へ球面状に突出しており、該第１の集光用レンズ部および該第２の集光用レンズ部の各光軸が、それぞれ屈折することなく該カバーの前面側で交差するように、該第１の集光用レンズ部および該第２の集光用レンズ部の前面側表面および前記発光素子側および前記受光素子側表面が、それぞれ、前記スリット側に向かって傾斜しており、前記発光素子および前記受光素子は、同一のフレーム上に実装されて、それぞれ透光性樹脂からなる樹脂体に封入されており、前記各樹脂体が、遮光性樹脂によって構成されたボディにおける平板状のベース部内に嵌合されており、前記ボディは、前記ベース部から上方に突出した凸部を有し、該凸部内に前記カバーが嵌合する凹部が設けられて、該凹部の底面に、該凹部内を前記発光素子および前記受光素子とそれぞれ連通する開口部が設けられるとともに、前記各開口部間において上方に突出する突起が設けられており、該突起が前記遮光部材を構成しており、該突起によって前記第１の集光用レンズ部および該第２の集光用レンズ部が遮光されていることを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
【００１９】
以下に本発明の作用を説明する。
【００２０】
本発明の反射型光結合装置においては、発光素子及び受光素子にそれぞれ対応してカバーに形成される各集光レンズ部が、カバーの後面側に突出する状態で形成されているため、カバーの前面側の表面が平坦化され、その表面の凹凸が少なくなる。このため、カバーの前面側の表面を清掃する場合に、その清掃作業が簡単になる。また、その表面が見やすく、表面の清掃状態の確認が容易となる。これらにより、メンテナンス性が向上する。
【００２１】
なお、集光機能については、各集光レンズ部の前面側の表面を前面側へ突出させた場合と変わらない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１〜図３は本発明反射型光結合装置の実施形態を示す。本実施形態の反射型光結合装置は、図１に示されるように、遮光性樹脂からなるボディ１０と、ボディ１０内に封入された発光素子２０ａ及び受光素子２０ｂと、これらの前面側に位置してボディ１０内に嵌合されたカバー３０とを備えている。
【００２４】
この反射型光結合装置は、図４〜図６に示された従来の反射型光結合装置と比較して、カバー３０が相違している。以下、カバー３０に関係する部分を中心にして、各部の構造を説明する。
【００２５】
遮光性樹脂からなるボディ１０は、平板状のベース部１１と、その中央部から上方に突出した凸部１２とを有する。凸部１２の上面には、カバー３０が嵌合する四角形の凹部１３が設けられている。凹部１３の底面には、凹部１３を下方の発光素子２０ａ及び受光素子２０ｂと光学的に連通させるために、開口部１４ａ及び１４ｂが設けられている。また、開口部１４ａ及び１４ｂの間に位置して突起１５が設けられている。
【００２６】
発光素子２０ａ及び受光素子２０ｂは、ボディ１０のベース部１１の中央部内に封入され、開口部１４ａ及び１４ｂを介して凹部１３にそれぞれ臨んでいる。発光素子２０ａ及び受光素子２０ｂの構造は、前述した通り、それぞれの間で共用されるフレーム２１の上に発光ダイオード及びフォトダイオードを実装し、各チップを透光性樹脂からなる樹脂体２３ａ及び２３ｂ中にそれぞれ封入したものになっている。樹脂体２３ａ及び２３ｂは、その間に充填されたボディ１０の形成材料（遮光性樹脂）によって遮光されている。
【００２７】
カバー３０は透光性樹脂を使用した四角形の平板状の一体成形品であり、カバー３０の凹部１３に上側（前面側）から挿入されている。このカバー３０は、図２及び図３に示されるように、ボディ１０の突起１５が嵌合するスリット３４を中央部に有すると共に、スリット３４の両側に位置して集光レンズ部３１ａ及び３１ｂを有する。
【００２８】
集光レンズ部３１ａ及び３１ｂは、発光素子２０ａ及び受光素子２０ｂの各前面側にそれぞれ位置し、それぞれの光軸が前面側で交差する方向に傾斜している。そして、発光素子２０ａ側の集光レンズ部３１ａは、前面側の表面３２ａを平面とし、素子側の表面３ａを素子側へ球面状に突出させた凸レンズである。集光レンズ部３１ａの表面３２ａ及び３３ａは、上述した光軸の傾斜に伴ってスリット３４の側へ傾斜している。同様に、受光体２０ｂ側の集光レンズ部３１ｂは、正面側の表面３２ｂを平面とし、素子側の表面３３ｂを素子側へ球面状に突出させた凸レンズであり、その表面３２ｂ及び３３ｂは、上述した光軸の傾斜に伴ってスリット３４の側へ傾斜している。
【００２９】
また、集光レンズ部３１ａ及び３１ｂは、その間のスリット３４にボディ１０の突起１５が嵌合することによって遮光される。
【００３０】
このような構成の反射型光結合装置の動作について説明する。
【００３１】
発光素子２０ａから照射された光は、カバー３０の集光レンズ部３１ａにより集光され、前面側に照射される。その照射方向前方に被検出体５０が存在する場合は、照射光が被検出体５０により反射される。その反射光は、カバー３０の集光レンズ部３１ｂにより集光されて受光素子２０ｂに入射し、上記の従来例同様に光電変換され、これで被検出体５０の有無が非接触状態で検出されるようになっている。
【００３２】
この反射型光結合装置は、例えば複写機、プリンタ等の用紙搬送系において、上方を搬送される用紙の検出に使用される（図７参照）。その場合、反射型光結合装置の上方を被検出体５０である用紙が通過するごとに、微量ではあるが、紙粉が落下する。落下した紙粉は、下方に配置された反射型光結合装置のカバー３０上に堆積し、その集光レンズ部３１ａ，３１ｂを覆うことにより、光の出入経路を塞ぐ。このため、メンテナンスサービス等によりカバー３０の正面側の表面を定期的に拭き取る清掃作業が行われるが、カバー３０に形成された集光レンズ部３１ａ，３１ｂが、それぞれの素子側の表面３３ａ，３３ｂを素子側に突出させた凸レンズであり、その正面側の表面３２ａ，３２ｂが平面になっているため、カバー３０の正面側の表面の凹凸が少ない。このため、カバー３０の正面側の表面を清掃する場合に、その清掃作業が簡単になる。また、その表面が見やすく、表面の清掃状態の確認が容易となる。これらにより、メンテナンス性が向上する。
【００３３】
【発明の効果】
以上の本発明反射型光結合装置によれば、発光素子及び受光素子にそれぞれ対応してカバーに形成される各集光レンズ部が、カバーの後面側に突出する状態で形成されているため、カバーの前面側の表面が平坦化され、カバーの前面側の表面の凹凸が少なくなるので、カバーの前面側の表面を清掃する場合に、その清掃作業が簡単になる。また、その表面が見やすく、表面の清掃状態の確認が容易となる。従って、集光レンズ付きであるにもかかわらず、優れたメンテナンス性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明反射型光結合装置の縦断側面図。
【図２】本発明反射型光結合装置のカバーの平面図。
【図３】本発明反射型光結合装置のカバーの縦断側面図。
【図４】従来の反射型光結合装置の縦断側面図。
【図５】従来の反射型光結合装置のカバーの平面図。
【図６】従来の反射型光結合装置のカバーの縦断側面。
【図７】反射型光結合装置を使用した用紙検出系の縦断側面図。
【符号の説明】
１０  ボディ
２０ａ  発光素子
２０ｂ  受光素子
３０  カバー
３１ａ，３１ｂ  集光レンズ部
【図１】
0003800455.tif 000002
【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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