JPS6258446B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は空間に設定された光軸を断続する被
検知部材の検知を行なう信号検知装置に関する。

一般に、自動制御装置は各種物理量を検知し
て、被制御装置全体を自動的に制御している。こ
のような自動制御装置に使用されるフオトインタ
ラプタは無接触で物理量の検知を行なうことがで
きる特徴を持ち、各種制御装置の入力回路として
重要な役割を持つ。従来のフオトインタラプタ１
は第１図に示すように発光素子２と受光素子３と
を設定された空間４に配設された光路ｌを介し連
結させ、この光路ｌを断続する図示しない被検知
部材の有無を光量変化に変換し、これを信号とし
て受けて制御装置の入力回路に出力する。このフ
オトインタラプタ１の受光素子３は空間４と対向
し、かつ基台５より突出する支持部材６に固定さ
れており、空間４側からの全ての角度で入射する
光を受光している。このため受光素子３には光路
ｌを経てくる発光素子２からの光の外に、外部よ
り空間４を経てくる外乱光も受光され易く、受光
素子２の出力信号に対してのノイズのレベル（以
後単にＳ／Ｎと記す）が高くなるという悪い特性
を示していた。

更にフオトインタラプタ１が振動の多い被制御
装置に取付けられた場合、入力回路側とフオトイ
ンタラプタ内の発光素子２や受光素子３との連結
配線の接続部分が電気的ノイズを生じることがあ
り、Ｓ／Ｎ特性を悪化させる欠点がある。しか
も、この発光素子２や受光素子３は制御装置本体
側から離れ独立しているため、個々のこれらフオ
トインタラプタ１の入力回路を集約化して信号処
理をするよう構成することも困難である。

この発明は外乱光によるノイズを阻止できると
共に、光軸調整の容易な信号検知装置を提供する
ことを目的とする。

この発明は基台上に一体的に一対の支持部材を
空間を介して突設し、一方の支持部材には送光フ
アイバを挾持する送光端受溝を形成し、他方の支
持部材には受光端受溝を形成し、これら両受溝に
送光フアイバと受光フアイバとの各端部を設定光
軸と一致するよう固定部材を用いて挾持し、空間
内の設定光軸を通過する光が被検知部材により変
化されることによるこの光の量の変化を信号とし
て検知するよう構成される。

この発明によれば受光フアイバにより伝送され
てくる光を信号として検知し、これを受けた受光
素子により出力信号を発することができる。この
ため受光フアイバ内を全反射を繰り返し受光素子
側に伝送される光は受光フアイバの臨界角に対応
した受光角以内の入射角で入射した光だけであ
り、受光角以上で入射した光、即ち外乱光は除去
される。しかも、送光端受溝と固定部材とにより
送光端部を、受光端受溝と固定部材とにより受光
端部をそれぞれ挾持できる。このため設定光軸に
送光端部および受光端部を一致させる微調整をこ
れら両端部が挾持された状態のもとで行なうこと
ができる利点がある。

以下添付図面と共にこの発明を説明する。

第２図にはこの発明の一実施例としての信号検
知装置７が示されており、これは図示しない複写
機内に配備される同期信号発生装置の入力回路８
に接続されている。この信号検知装置７は被検知
部材９の通路Ｒに対向する遮光性の剛性材、ここ
ではプラスチツク材からなる基台１０を有する。
基台１０はこれと一体的に形成され、かつ空間１
１を介して互いに対向する一対の支持部材１２，
１３を突出している。一対の支持部材１２，１３
はそれぞれ空間１１と対向する側を互いに平行な
受光フアイバ対向面１４と送光フアイバ対向面１
５とに形成される。更に支持部材１２の突端面１
２１には設定された光軸ｌ１の方向に長い形状
で、かつ底面１６１がＶ字状の送光端受溝１６が
形成され、支持部材１３の突端面１３１には同様
な形状の受光端受溝１７が形成される。底面１６
１には送光フアイバ１８の送光端部１８１が載置
され、この送光端部は送光端受溝１６に嵌着され
る固定部材１９の下端の押圧面１９１により底面
１６１との間に挾持される。同様に、受光端受溝
１７の底面１７１とこの受溝に嵌着される固定部
材２０の押圧面２０１とで受光フアイバ２１の受
光端部２１１は挾持される。両固定部材１９，２
０は両受溝１６，１７の内壁部に凹設された固定
穴１６２，１７２に嵌入する係止片２２を複数個
収容している。各係止片２２は固定部材１９，２
０内部に配備された圧縮スプリング２３により弾
性的に外部に押圧されており、それぞれ固定穴１
６２，１７２に対向した際に突出して各固定部材
１９，２０を各受溝１６，１７に固定する。この
時固定部材１９と送光端受溝１６との間に挾持さ
れる送光端部１８１と、固定部材２０と受光端受
溝１７との間に挾持される受光端部２１１とは共
に設定光軸ｌ１上に支持される。即ち、第３図に
示すようにＶ字状の底面１６１と固定部材１９の
押圧面１９１とで送光端部１８１を挾んだ状態で
送光端部１８１の中心Ｏが設定光軸ｌ１と一致す
るように底面１６１と押圧面１９１との位置関係
は設定される。一方の支持部材１２は空間１１と
反対側に位置する側部に送光フアイバ支持曲面１
２２を膨出するよう形成し、同じく、他方の支持
部材１３は空間１１と反対側に位置する側部に受
光フアイバ支持曲面１３２を膨出するよう形成し
ている。第４図に示すように送光フアイバ支持曲
面１２２は送光端受溝１６から延出する送光フア
イバ１８を設定光軸ｌ１と略直角の方向（図中下
方向）に湾曲させた状態で支持する。この送光フ
アイバ１８は更に、基台１０に穿設された貫通孔
２４を通つて入力回路８に直結された発光素子２
５に光学的に連結される。同じく、受光フアイバ
２１は受光端受溝１７から延出し、受光フアイバ
支持曲面１３２に湾曲部２１２が支持され、基台
１０上の貫通孔２５を通つて入力回路８に直結さ
れた受光素子２６に光学的に連結される。なお、
送光フアイバ支持曲面１２２に支持される送光フ
アイバ１８の湾曲部１８２（同じく受光フアイバ
の湾曲部２１２）は曲げ半径ｒにより湾曲されて
いる。この曲げ半径ｒの値は送光フアイバ１８の
直径ｄにより規制される。これは曲げ半径ｒが小
さくなりすぎると送光フアイバ１８内を全反射に
より伝送される光のモード変換による放射損失が
大きくなつてしまい、送光フアイバ１８の透過率
保持率が低下し、即ち送光フアイバ１８の伝送損
失が大きくなつてしまうためである。このため通
常使用されている市販のプラスチツクフアイバを
湾曲させる場合 ｒ＞5d〜10d ……(1) の範囲で使用すればよく、送光フアイバ支持曲面
１２２および受光フアイバ支持曲面１３２は共に
(1)式を満たす曲げ半径ｒに形成される。第５図に
は市販プラスチツクフアイバの曲げ半径−透過率
保持率線曲を示した。第５図中ａ線は光フアイバ
直径が0.25〔mm〕、ｂ線は同じく0.5〔mm〕、ｃ線
は同じく1.0〔mm〕の場合を示す。

上述の一対の支持部材１２，１３は送光フアイ
バ１８の送光端面１８３と受光フアイバ２１の受
光端面２１３とを互いに設定光軸上ｌ１で空間１
１を介して対向させる。そして空間１１内の設定
光軸ｌ１は被検知部材の通路Ｒと交差しており、
この被検知部材９は作動時に設定光軸ｌ１を遮断
する。

このような構成の信号検知装置７は次のごとく
作動する。

周知の定電流回路により駆動される発光素子２
５からの光は送光フアイバ１８により送光端部１
８１に伝送され、送光面１８３より設定光軸ｌ１
に沿つて照射される。この光は空間１１を通過す
る際、被検知部材９により断続変化され、受光フ
アイバの受光端面２１３に光量変化された状態で
入射する。この入射光は受光フアイバ２１により
その他方端側へ伝送され、受光素子２６に受光さ
れる。即ち、受光フアイバ２１により導びかれた
光は光量変化信号として受光素子２６に受光され
る。この受光素子２６はこの光量変化信号に対応
した出力信号Ｉを入力回路８に発することにな
る。

第２図に示した信号検知装置７は送光フアイバ
１８と受光フアイバ２１とを両支持部材１２，１
３を用いて設定光軸ｌ１上に支持している。この
場合、送光フアイバ受溝１６と固定部材１９とで
送光端部１８１を挾持し、かつ受光フアイバ受溝
２１と固定部材２０とで受光端部２１１を挾持し
ただけでほぼ設定光軸ｌ１への光軸合せが行なわ
れる。しかし更に微調整を行なう必要がある場
合、この信号検知装置７は挾持された状態の送光
端部１８１あるいは受光端部２１１を手動により
移動調整することが容易に行なえる利点がある。
しかも微調整が完了した後に場合によつては、接
着剤を両受溝１６，２１の内部隙間に流し込み、
完全に光軸合せがなされた送光端部１８１や受光
端部２１１を固定すれば以後の光軸ずれを防止で
きる利点がある。なお接着剤は前以つて固定部材
１９，２０等に付着しておいても同様の効果があ
る。更に第２図に示した信号検知装置７は送光フ
アイバ１８と受光フアイバ２１とを基台１０の下
方側に引き出しており、これは従来のフオトイン
タラプタの電気配線と同様な方向のために取扱い
易い利点がある。しかもこの場合、送光フアイバ
支持曲面１２２や受光フアイバ支持曲面１３２に
より各湾曲部１８２，２１２の曲げ半径ｒが適正
値に規制されるため両光フアイバの透過率保持率
が低下するということがない。更に光フアイバの
特性即ち送光端面１８３や受光端面２１３におけ
る射出角や受光角は光フアイバの臨界角に対応し
た最大値θ以上にはならずそれ以上大きな角度で
送光端面１８３や受光端面２１３に出入する外乱
光は除去される（第４図参照）。このために信号
検知装置７のＳ／Ｎ特性を良好に保てる。更にま
た信号検知装置７と入力回路８とを互いに離れた
所望の位置に配備でき、かつ両者は電気的にアイ
ソレートされるため、信号検知装置７側の電気的
ノイズの発生を防止できる。

第２図に示した固定部材１９あるいは２０はそ
の低部の押圧面１９１，２０１でそれぞれの光フ
アイバを押圧していたが、第６図に示すように押
圧板２７を圧縮ばね２８を介して固定部材１９の
低部に取付けてもよい。この場合送光フアイバの
送光端部１８１を弾性的に確実に挾持することが
でき、送光端受溝１６の隙間への接着剤の充填を
行なわなくとも光軸ずれを防止できる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフオトインタラプタの斜視図、
第２図はこの発明の一実施例としての信号検知装
置の斜視図、第３図は同上信号検知装置の要部拡
大図、第４図は同上信号検知装置の側面図、第５
図は光フアイバの曲げ半径−透過率保持率線図、
第６図はこの発明の他の実施例としての信号検知
装置の要部斜視図である。 ７……信号検知装置、９……被検知部材、１０
……基台、１１……空間、１２，１３……支持部
材、１２２……送光フアイバ支持曲面、１３２…
…受光フアイバ支持曲面、１６……送光端受溝、
１６１……低面、１７……受光端受溝、１７１…
…低面、１８……送光フアイバ、１８１……送光
端部、１９，２０……固定部材、２１……受光フ
アイバ、２１１……受光端部、ｌ１……設定光
軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空間を介して互いに並設される一対の支持部
   材を一体的に突設した基台と、光源光を受け、か
   つその光を送光端部から送出す送光フアイバと、
   この送光フアイバからの光を受光端部で受け、か
   つ受光素子に導びく受光フアイバとを有し、上記
   一方の支持部材には送光端部の受溝を、他方の支
   持部材には受光端部の受溝をそれぞれ形成し、上
   記送光端受溝の底面とこの送光端受溝に嵌着され
   る固定部材とにより送光端部を設定光軸に一致す
   るよう挾持し、上記受光端受溝の底面とこの受光
   端受溝に嵌着される固定部材とにより受光端部を
   上記設定光軸に一致するよう挾持し、上記送光フ
   アイバからの光が空間で被検知部材により変化さ
   れることによる、この光の量の変化を信号として
   検知するよう構成された信号検知装置。 ２ 上記一方の支持部材には送光端受溝より延出
   する送光フアイバを湾曲支持する送光フアイバ支
   持曲面を形成し、他方の支持部材には受光端受溝
   より延出する受光フアイバを湾曲支持する受光フ
   アイバ支持曲面を形成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の信号検知装置。