JPH0433396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、対向配置した発光素子と受光素子と
の間に介在する被検知物体を識別するための検知
装置に係り、例えば複写原稿のサイズを検知する
ため複写機に供される光電式物体検知装置に関す
るものである。 〔従来技術〕 光電式物体検知装置は、対応する複数対の発光
素子と受光素子とを配設し、両素子の光路中に介
在する物体によつて遮断或いは減衰される受光素
子への入射光の変化を検知することにより、物体
の存在、さらにはその物体のサイズ等を識別する
ものである。例えば、複写機に組み込まれている
この種の従来の光電式物体検知装置は、複数の発
光素止と受光素子により、複写原稿のセツトされ
る位置に、そのサイズ毎に対応して光路が形成さ
れている。そして、あるサイズの複写原稿が複写
機にセツトされることによつて生じる受光素子の
出力変化が検知される。即ち、複数の受光素子か
ら光電変換により得られた出力信号は、各々の受
光素子に独立して設けられた増幅器及びコンパレ
ータ等の上記出力信号の処理手段により増幅及び
電圧比較され、これにより、複写原稿のサイズを
検知するものであつた。 ところが、上記従来の構造では、各受光素子に
対して独立した出力信号の処理手段を有するた
め、回路構成が複雑となり多数の部品が必要とな
る。これにより、組立作業の煩雑化及びコストア
ツプを招来するという欠点を有していた。 ところで、実開昭51−16951号公報には、出力
信号を帰還信号を用いて増幅させる増幅手段と、
この増幅手段から出力された出力電圧を比較レベ
ルと比較する比較手段と、上記の比較手段の比較
レベルを任意に変更可能な可変抵抗器からなるレ
ベル調整器とを有した装置が開示されている。ま
た、実公昭55−44219号公報には、信号処理を時
分割させる時分割手段を有した装置が開示されて
いる。 これにより、上記の実開昭51−16951号公報と
実公昭55−44219号公報とに開示された装置を組
み合わせた場合には、増幅手段、比較手段、およ
びレベル調整器に時分割手段を接続させることに
よつて、各受光素子から得られた出力信号を時分
割された個々の帰還信号を用いて増幅し、この増
幅された出力電圧と時分割された出力信号に応じ
て変更された比較レベルとを比較させることがで
きる回路構成を採ることができることから、一つ
の増幅手段および比較手段によつて複数の出力信
号を処理できることになり、光電式物体検知装置
の回路構成を簡単化することが可能になる。 ところが、上記の光電式物体検知装置では、時
分割された出力電圧に応じて比較手段の比較レベ
ルを変更するため、各出力電圧に対応する数量の
レベル調整器が必要となつたり、或いは各出力電
圧に対応する比較レベルを出力する回路構成のレ
ベル調整器を要することになり、このレベル調整
器が光電式物体検知装置の回路構成の簡単化を不
十分にさせることになる。 また、この光電式物体検知装置では、出力電圧
と比較レベルとが１対１で対応するため、受光素
子から得られた出力信号の個々のバラツキを増幅
手段の個々の帰還信号とレベル調整器の個々の比
較レベルとを用いて調節することになり、調節数
が多くなつて調節作業に手間を要することにな
る。 〔発明の目的〕 本発明は、上記従来の問題点を考慮してなされ
たものであつて、回路構成を簡略化し部品点数を
減少させることにより、組立作業を簡素化し、か
つコストダウンを行なうことのできると共に、調
節作業の容易な光電式物体検知装置の提供を目的
とするものである。 〔発明の構成〕 本発明の光電式物体検知装置は、発光素子と受
光素子との間に形成された光路中に介在する物体
を検知する光電式物体検知装置において、複数対
の発光素子と受光素子とを同期したタイミングに
て時分割で駆動させる制御手段と、上記受光素子
の出力を増幅する増幅手段と、この増幅手段の出
力電圧を比較レベルと比較する電圧比較手段とを
備えている。そして、上記増幅手段は、各受光素
子の駆動に同期して各受光素子に対応した帰還抵
抗を切り換える帰還抵抗切換回路を有しており、
上記電圧比較手段は、上記出力電圧の調節用に供
される第１の比較レベルと、この第１の比較レベ
ルよりも低いレベルに設定した上記出力電圧の実
使用に供される第２の比較レベルとの２つの比較
レベルが設定されていることを特徴とするもので
ある。 〔実施例〕 本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づい
て以下に説明する。 光電式物体検知装置を備えた複写機には、第２
図及び第３図に示すように、発光素子である赤外
発光ダイオード等から成る５個の発光ダイオード
１ａ〜１ｅと、受光素子である５個のフオトダイ
オード２ａ〜２ｅとが設けられている。発光ダイ
オード１ａ〜１ｅは、原稿台となるガラス板３の
下方に設けられたスリツト４ａを有する内枠板４
に固定される一方、フオトダイオード２ａ〜２ｅ
は支持板５に固定されている。フオトダイオード
２ａ〜２ｅ上方における上記ガラス板３の端部付
近上面には、スリツト６ａを有する間装板６を介
して可視光カツトフイルタ７が設けられている。
尚、上記内枠板４と間装板６のスリツト４ａ，６
ａは、本装置では発光ダイオード１ａ〜１ｅをデ
ユープレツクスドライブし、同時に２〜３個の発
光を行つているため、発光ダイオード１ａ〜１ｅ
の指光性によつては対応するフオトダイオード以
外のフオトダイオードにて受光される危険性があ
り、これを防止する目的で設けられている。また
複写時にガラス板３を上から覆うために、複写機
の端部にて開閉自在に設けられた原稿蓋８ａの下
面には反射板８が設けられている。以上の構造に
より、発光ダイオード１ａ〜１ｅから投光された
光が、内枠板４に形成されたスリツト４ａ・ガラ
ス板３・反射板８・可視光カツトフイルタ７及び
間装板６のスリツト６ａを通じて、対応するフオ
トダイオード２ａ〜２ｅに入射され得るように構
成されている。さらに対応する発光ダイオード１
ａ〜１ｅとフオトダイオード２ａ〜２ｅとによつ
て形成される光路９ａ〜９ｂは、B5・A4・B4・
A3の各サイズの複写原稿１０を上記ガラス板３
の所定位置に載置することにより遮断されるよう
に構成されている。即ち、B5の複写原稿１０に
より光路９ｅが遮断され、またA4の複写原稿１
０により光路９ｄと９ｅが、B4の複写原稿１０
により光路９ｃと９ｄと９ｅが、A3の複写原稿
１０により光路９ｂと９ｃと９ｄと９ｅがそれぞ
れ遮断される。 上記の発光ダイオード１ａ〜１ｅとフオトダイ
オード２ａ〜２ｅとを含む本装置の回路構成は第
１図に示す如くとなつている。フオトダイオード
２ａ〜２ｅは、制御手段となるマイコン（マイク
ロコンピユーター）１１の対応する各接続点１１
ａ〜１１ｅに、カソードにて接続されており、ア
ノードは共通結線とされ負荷抵抗１２を介して接
地されている。この抵抗１２には各々逆方向に並
列接続された２個のダイオード１３，１４が並列
に接続されている。抵抗１２の非接地側は、直流
遮断用のコンデンサ１５を通じて、抵抗１６を介
して接地された増幅器１７の入力端子と接続さ
れている。また、上記接続点１１ａ〜１１ｅはオ
ープンドレインの出力端子になつており、これに
より第１のスイツチング回路が構成されている。
接続点１１ａ〜１１ｅには各々逆流防止用のダイ
オード１８ａ〜１８ｅのアノードが接続されてお
り、カソードは第２のスイツチング回路となるア
ナログスイツチ１９ａ〜１９ｅが各ゲート端子と
接続されている。尚、このゲート端子にはプルダ
ウン抵抗が省略されている。アナログスイツチ１
９ａ〜１９ｅの一方の端子は共通結線とされ、抵
抗２０を介して接地された上記増幅器１７の入
力端子に接続されており、他方の端子は半固定の
可変抵抗器２１ａ〜２１ｅを介して増幅器１７の
出力側に接続されている。これらの可変抵抗器２
１ａ〜２１ｅ及びアナログスイツチ１９ａ〜１９
ｅにより帰還回路が構成されている。増幅器１７
の出力側はコンデンサ２２及び抵抗２３を介して
コンパレータ２４の入力端子に接続されてお
り、コンデンサ２２と抵抗２３との接続点は抵抗
５５を介して接地されている。コンパレータ２４
の出力側と入力端子との間には抵抗２５が介さ
れおり、入力端子には直列接続された抵抗２
６，２７，２８，２９を通じて＋Vccが供給され
ている。上記の抵抗２５，２６はヒステリシスを
持たせるための抵抗である。抵抗２６，２７の接
続点は、抵抗３０、コンデンサ３１を介して接地
されており、抵抗２８，２９の接続点はツエナダ
イオード３２を介して接地されている。また、抵
抗２８にはスイツチ３３が並列に接続されてい
る。前記コンパレータ２４の出力側は抵抗３４を
介してトランジスタ３５のベースと接続されてい
る。このトランジスタ３５のベースは抵抗３６を
介して、またエミツタは直接接地されており、コ
レクタには抵抗３７を通じて＋Vccが供給されて
いる。さらに、コレクタは前記マイコン１１の入
力端子３８に接続されている。マイコン１１には
他にモニタ出力端子３９、出力O₀，O₁，O₂を送
出するデータ出力端子４０，４１，４２、及び出
力端子４３，４４が設けられている。出力端子４
３は、コンデンサ４５及び抵抗４６を介して発光
ダイオードドライブ用のトランジスタ４７のベー
スに接続されており、このベースは抵抗４８を介
して接地されている。同様に出力端子４４は、コ
ンデンサ４９及び抵抗５０を介して、発光ダイオ
ードドライブ用のトランジスタ５１の、抵抗５２
にて接地されたベースに接続されている。上記ト
ランジスタ４７のエミツタは接地され、コレクタ
には抵抗５３を介して、同方向に直列接続された
発光ダイオード１ａ，１ｃ，１ｅの、発光ダイオ
ード１ａのカソードと接続されている。一方、ト
ランジスタ５１のコレクタには、抵抗５４を介し
て、同方向に直列接続された発光ダイオード１
ｂ，１ｄの、発光ダイオード１ｂのカソードと接
続されている。また、発光ダイオード１ｅ，１ｄ
のアソードは共に、24Vの電源と接続されてい
る。 上記の構成において、本装置が駆動されると、
第４図Ａで示すように、マイコンの接続点１１ａ
〜１１ｅより、接続点１１ａから順に時分割で電
圧＋5Vの信号が送出される。尚、破線はハイイ
ンピーダンスを示す。これにより、対応するフオ
トダイオード２ａ〜２ｅが逆バイアスを受けて時
分割で駆動される。 上記のフオトダイオード２ａ〜２ｅでは、オフ
となつている期間には第１のスイツチング回路に
よりそのカソード側が開にされるため、光電流は
流れない。一方、出力端子４３，４４からは上記
接続点１１ａ〜１１ｅの出力に同期した出力信号
が送出される。これによつてトランジスタ４７，
５１が駆動され、さらにこれらのトランジスタ４
７，５１により発光ダイオード１ａ〜１ｅが駆動
されて、発光ダイオード１ａ〜１ｅからは第４図
Ｂのａ，ｂに示す発光出力が得られる。従つて、
光路９ａ〜９ｅ中に複写原稿１０等の遮光物が無
いときには、第４図Ｃに示すフオトダイオード２
ａ〜２ｅからの出力電圧が負荷抵抗１２の両端に
得られる。上記出力電圧は増幅器１７に入力さ
れ、抵抗２０及び可変抵抗器２１ａ〜２１ｅによ
り決定される増幅率にて増幅される。ところで、
発光ダイオード１ａ〜１ｅ、フオトダイオード２
ａ〜２ｅ、及びこれら両者間の光路９ａ〜９ｅ中
に介在するガラス板３と可視光カツトフイルタ７
等は、各々の動作或いは光学的機能にバラツキを
有する。このため、増幅器１７の増幅率が一定で
ある場合には、複写原稿１０の有無に対応して増
幅器１７から同一レベルの出力を得られないこと
がある。このときには、帰還回路を構成する可変
抵抗器２１ａ〜２１ｅを調節することにより、上
記出力レベルの同一化を図るとこができる。上記
帰還回路のアナログスイツチ１９ａ〜１９ｅは、
ダイオード１８ａ〜１８ｅを通じて送出されるマ
イコン１１の接続点１１ａ〜１１ｅからの出力に
対応してオン・オフされ、出力のあるときのみオ
ン、それ以外の非選択期間はオフされる。また、
ダイオード１８ａ〜１８ｅにより上記非選択期間
において、フオトダイオード２ａ〜２ｅに光電流
が流れるのを防止している。 ここで、仮りに、ガラス板３上にA3の複写原
稿１０がセツトされたとすると、光路９ｂ〜９ｅ
が遮断されることになる。これにより、フオトダ
イオード２ｂ〜２ｅへの入射光は、全く遮断され
てしまうか、若しくは複写原稿１０を透過したわ
ずかなものとなる。一方、発光ダイオード１ａか
ら投光された光は正規の強度にてフオトダイオー
ド２ａに入射される。そして、マイコン１１にて
構成される第１のスイツチング回路によりフオト
ダイオード２ａがアクテイブにされ、接続点１１
ａから＋5Vの逆バイアスが印加されると、フオ
トダイオード２ａから光電変換により得られた光
電流が負荷抵抗１２を流れ、その両端に出力電圧
が生じる。また、アナログスイツチ１９ａは、上
記接続点１１ａの出力がダイオード１８ａを通じ
てゲート端子に入力されることによりオンされ
る。これにより、増幅器１７には可変抵抗器２１
ａ及び抵抗２０にて決定される増幅率が設定さ
れ、この増幅率にて上記負荷抵抗１２両端の出力
電圧が増幅される。増幅器１７の出力電圧は次段
のコンパレータ２４の比較レベルと比較される。
上記の出力電圧はこの比較レベルより当然高いも
のであり、コンパレータ２４からはＬレベルの出
力が得られるが、もし逆に低ければＨレベルの出
力が得られる。 ところで、上記コンパレータ２４の比較レベル
は第１の比較レベルVref １と第２の比較レベル
Vref ２の２段階に設定することができるように
構成されている。即ち、スイツチ３３をオンする
と抵抗２８がシヨートされ、高位の第１の比較レ
ベルVref １に設定される。この状態において、
光路９ａ〜９ｅが全く遮断されていないときに、
コンパレータ２４の出力がＨレベルからＬレベル
に反転する臨界点は付近のレベルとなるように可
変抵抗器２１ａ〜２１ｅを調節する。このときに
光路９ａ〜９ｂを遮断すればコンパレータ２４の
出力は当然全てＨレベルになる。次いで、スイツ
チ３３をオフすると低位の第２の比較レベル
Vref ２に設定され、Vref １＞Vref ２となる。
このように、コンパレータ２４の比較レベルを設
定し、比較レベルVref ２にて実使用することに
より、発光ダイオード１ａ〜１ｅの劣化或いは光
路中のガラス板３の汚れ等によつてフオトダイオ
ード２ａ〜２ｅの出力電圧が低下されることがあ
つても、このVref ２のレベルまでは異常なく作
動することになる。勿論、Vref ２はノイズや外
乱光による出力電圧より高く設定されている。 上記のコンパレータ２４の機能により、光路９
ａ〜９ｅ中の複写原稿１０の有無を判定し、その
出力をトランジスタ３５を介して入力端子３８か
らマイコン１１に取り込まれる。そしてマイコン
１１内で前記第１のスイツチング回路におけるス
イツチングのタイミングに合わせてストアするこ
とにより、フオトダイオード２ａ〜２ｅのうち、
どれが選択されたときに光出力があつたかを判断
し、データ出力端子４０，４１，４２から３ビツ
ト出力としてデータO₀，O₁，O₂が、下記の第１
表に示すフオーマツトにて出力される。

〔発明の効果〕

本発明の光電式物体検知装置は、以上のよう
に、複数対の発光素子と受光素子とを同期したタ
イミングにて時分割で駆動させる制御手段と、上
記受光素子の出力を増幅する増幅手段と、この増
幅手段の出力電圧を比較レベルと比較する電圧比
較手段とを備え、上記増幅手段が、各受光素子の
駆動に同期して各受光素子に対応した帰還抵抗を
切り換える帰還抵抗切換回路を有しており、上記
電圧比較手段は、上記出力電圧の調節用に供され
る第１の比較レベルと、この第１の比較レベルよ
りも低いレベルに設定した上記出力電圧の実使用
に供される第２の比較レベルとの２つの比較レベ
ルが設定されている構成である。 これにより、増幅手段及び電圧比較手段が各々
１つで済み、比較レベルが２つで済むことから、
回路構成が非常に簡素化されている。これによ
り、部品点数が大幅に減少されコストダウンを行
なうことができ、取り付け部品の減少による組み
立て作業の簡素化を図り得る。 さらに、個々の出力電圧のバラツキを増幅手段
の帰還抵抗切換回路によつて調節し、全体に共通
のバラツキを比較手段の第１の比較レベルによつ
て調節できるため、調節数が少なくなつて出力電
圧の調節作業が容易であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すも
のであつて、第１図は光電式物体検知装置の回路
図、第２図は複写機上部を示す説明図、第３図は
発光ダイオード、フオトダイオードおよび複写原
稿の配置関係を示す説明図、第４図Ａ，Ｂ，Ｃは
それぞれマイコンの各接続点における出力と、各
発光ダイオードの出力と、第１図に示した負荷抵
抗両端の出力電圧とを示すタイムチヤート、第５
図ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ出力端子４３出力
と、出力端子４４出力と、モニタ出力と、データ
出力O₀〜O₂とを示すタイムチヤートである。 １ａ〜１ｅは発光ダイオード、２ａ〜２ｅはフ
オトダイオード、１１はマイコン、１２は負荷抵
抗、１７は増幅器、１９ａ〜１９ｅはアナログス
イツチ、２１ａ〜２１ｅは可変抵抗器、２４はコ
ンパレータである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発光素子と受光素子との間に形成された光路
   中に介在する物体を検知する光電式物体検知装置
   において、複数対の発光素子と受光素子とを同期
   したタイミングにて時分割で駆動させる制御手段
   と、上記受光素子の出力を増幅する増幅手段と、
   この増幅手段の出力電圧を比較レベルと比較する
   電圧比較手段とを備え、 上記増幅手段は、各受光素子の駆動に同期して
   各受光素子に対応した帰還抵抗を切り換える帰還
   抵抗切換回路を有しており、上記電圧比較手段
   は、上記出力電圧の調節用に供される第１の比較
   レベルと、この第１の比較レベルよりも低いレベ
   ルに設定した上記出力電圧の実使用に供される第
   ２の比較レベルとの２つの比較レベルが設定され
   ていることを特徴とする光電式物体検知装置。