CN106559603A - 噪声抑制装置、图像读取装置和图像形成设备 - Google Patents

噪声抑制装置、图像读取装置和图像形成设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及噪声抑制装置、图像读取装置和图像形成设备。该噪声抑制装置包括：第一电路板，该第一电路板不接地；第二电路板，该第二电路板借助包括传输高频信号的信号线和接地线的传输线连接到第一电路板，第二电路板包括接地的接地层；以及高频降低元件，该高频降低元件设置在第二电路板的接地层与传输线的接地线之间，并且该高频降低元件减少在传输线的接地线处激励的高频信号。

Description

噪声抑制装置、图像读取装置和图像形成设备
技术领域
本发明涉及噪声抑制装置、图像读取装置和图像形成设备。
背景技术
已经提出了在日本未审查专利申请第6-236822和2012-70279号公报中公开的用于与噪声抑制装置有关的技术。
为了提供一种如下的噪声过滤电路，其中即使安装了接地线扼流器(grounding-linechoke)也不劣化高频带中的EMI噪声抑制特性，日本未审查专利申请第6-236822号公报提供了一种装置，该装置包括：接地线扼流器，该接地线扼流器插入在接地到AC线侧上的地的接地线中；和电容器，该电容器作为用于噪声减小的元件，其一端连接到扼流线圈和接地线。在该装置中，接地线扼流器由两级组成，这两级包括：第一电感器，该第一电感器具有几十至几百微亨(μH)的电感，且绕具有几百比导磁率的芯材若干次；和第二电感器，该第二电感器具有几微亨(μH)的电感，且绕具有几百比导磁率的芯材若干次。
为了提供一种能够在差动传输线中切断同相分量(in-phase component)而不使反共振发生在被切断的频率中的噪声过滤器，日本未审查专利申请第2012-70279号公报提供了一种构造，该构造包括：一对线圈，该一对线圈的一端连接在一对传输线中的传输电路附近，另一端以短路方式彼此连接，线圈的磁通量对于该对传输线中发送的同相分量彼此抵消，线圈的磁通量对于该对传输线中发送的反相分量彼此加强；以及串联电路，该串联电路具有在该对线圈与地之间串联连接的电感器和电容器。含有对于该对线圈的同相分量的有效电感和电感器的电感的复合电感的值和电容器的电容的值，被设置为使具有该对线圈和串联电路的同相分量的共振频率为目标频率的值。
发明内容
本发明的目的是，与没有设置在第二电路板的接地层与传输线的接地线之间并减少在传输线的接地线处激励的高频信号的高频降低元件的情况下相比，降低由高频信号造成的接地噪声。
根据本发明的第一方面，提供了一种噪声抑制装置，该噪声抑制装置包括：第一电路板，该第一电路板不接地；第二电路板，该第二电路板借助包括传输高频信号的信号线和接地线的传输线连接到所述第一电路板，所述第二电路板包括接地的接地层；以及高频降低元件，该高频降低元件设置在所述第二电路板的所述接地层与所述传输线的所述接地线之间，并且该高频降低元件减少在所述传输线的所述接地线处激励的高频信号。
根据本发明的第二方面，提供了一种图像读取装置，该图像读取装置包括：图像读取基板，该图像读取基板是安装有用于读取图像的图像读取元件的基板，所述图像读取基板不接地；控制基板，该控制基板借助包括传输高频信号的信号线和接地线的传输线连接到所述图像读取基板，所述控制基板包括接地的接地层；以及高频降低元件，该高频降低元件设置在所述控制基板的所述接地层与所述传输线的所述接地线之间，并且该高频降低元件减少在所述传输线的所述接地线处激励的高频信号。
根据本发明的第三方面，提供了一种图像形成设备，该图像形成设备包括本发明的第二方面的图像读取装置；以及图像形成部，该图像形成部在记录介质上形成由所述图像读取装置读取的图像。
凭借本发明的第一方面，与没有设置在第二电路板的接地层与传输线的接地线之间并减少在传输线的接地线处激励的高频信号的高频降低元件的情况相比，可以降低由高频信号造成的接地噪声。
凭借本发明的第二方面，与没有设置在控制基板的接地层与传输线的接地线之间并减少在传输线的接地线处激励的高频信号的高频降低元件的情况相比，可以降低由高频信号造成的接地噪声。
凭借本发明的第三方面，与没有本发明的第二方面的图像读取装置的情况相比，可以抑制图像上的接地噪声的影响的出现。
附图说明
将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式，附图中：
图1是示出了根据本发明的第一示例性实施方式的噪声降低装置和图像读取装置应用于的图像形成设备的总体构造图；
图2是示出了根据本发明的第一示例性实施方式的图像读取装置的构造图；
图3是示出了图像读取单元的构造图；
图4是示出了图像读取单元的截面构造图；
图5是示出了根据本发明的第一示例性实施方式的噪声降低装置应用于的图像读取装置的框图；
图6是示出了根据本发明的第一示例性实施方式的噪声降低装置应用于的图像读取装置的主要部分的框图；
图7是示出了现有技术的图像读取装置的主要部分的示意图；
图8是示出了现有技术的图像读取装置的主要部分的示意图；
图9的(A)和(B)是示出了现有技术的图像读取装置的主要部分的构造图；
图10的(A)和(B)提供了示出根据本发明的第一示例性实施方式的噪声降低装置应用于的图像读取装置的主要部分的构造图；以及
图11的(A)和(B)是分别示出示例和比较例的结果的曲线图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。
第一示例性实施方式
图1是示出了根据本发明的第一示例性实施方式的噪声降低装置和图像读取装置应用于的图像形成设备的总体构造图。
图像形成设备的总体构造
如图1所示，根据第一示例性实施方式的图像形成设备1形成为例如彩色复印机。图像形成设备1包括：图像读取装置3，该图像读取装置3读取文档的图像；和图像形成单元2，该图像形成单元2充当图像形成部的示例，该图像形成部根据由图像读取装置3读取的图像数据或从外部装置输入的图像数据在记录介质上形成图像。图像读取装置3以被支撑物4支撑的方式设置在设备主体1a上方。设备主体1a容纳图像形成单元2。用于输出上面形成有图像的记录介质的空间形成在图像读取装置3与设备主体1a之间。
图像形成单元2包括：四个图像形成装置10Y、10M、10C和10K，它们分别专门形成四种颜色(黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K))的色调剂图像；中间转印装置20，该中间转印装置20承载分别由图像形成装置10Y、10M、10C和10K形成的色调剂图像，并且向二次转印位置传送色调剂图像，在该二次转印位置处中间转印装置20最终在作为记录介质的示例的记录纸张5上二次转印色调剂图像；供纸装置50，该供纸装置50容纳要被馈送到中间转印装置20的二次转印位置的预定记录纸张5，并传送记录纸张5；以及定影装置40，该定影装置40将由中间转印装置20二次转印在记录纸张5上的色调剂图像定影。
图像读取装置的构造
图2是示出了根据本发明的第一示例性实施方式的图像读取装置的构造的示意性构造图。
图像读取装置3粗略包括：壳体31，该壳体31在壳体的上端面处具有文档读取面；文档加压盖32，该文档加压盖32以可开闭的方式附接到壳体31；以及自动文档传送装置(双面自动文档馈送器，下文中简称为DADF)33，该自动文档传送装置33设置在文档加压盖32的一个端部处(在附图示例中，是左端部)。
图像读取装置3可以在第一读取模式(在该第一读取模式下，在文档由DADF 33自动逐一传送的同时，读取文档6的正反面上的图像)和第二读取模式(在该第二读取模式下，读取文档台69(后面描述)上放置的文档6的正面上的图像)之间切换。
DADF33具有文档传送机构(传送单元)，该文档传送机构(传送单元)包括：文档容纳部60，该文档容纳部60能够以堆叠方式容纳待读取面(第一表面)面朝上的多个文档6；推送辊61，该推送辊61从文档容纳部60发送文档6；馈送辊62，该馈送辊62将由推送辊61发送的文档6逐一分开并馈送；阻滞垫62a，该阻滞垫62a被馈送辊62加压，并逐一分离文档6；第一传送辊63，该第一传送辊63朝向第一读取位置传送文档6；第二传送辊64，该第二传送辊64向第一读取位置传送被第一传送辊63传送的文档6；第三传送辊65，该第三传送辊65设置在第二传送辊64的下游，并且传送已穿过第一读取位置的文档6；以及输出辊67，该输出辊67向输出容纳部66输出由第三传送辊65传送的文档6。在读取文档6的同时，推送辊61、馈送辊62、第一传送辊63至第三传送辊65和输出辊67被驱动部(未示出)驱动。第一传送辊63是调节向文档的读取位置传送的传送时刻的配准辊。
在第一传送辊63中，在充当设置在下侧处的驱动辊并且可沿由箭头Ra指示的方向旋转的传送辊63b停止的同时，由位于上游侧的馈送辊62沿文档6的传送方向传送的文档6的前边缘，接触传送辊63b与充当从动辊的传送辊63a之间的接触部。然后，通过使文档6的前边缘区域弯曲，第一传送辊63将文档6的前边缘与第一传送辊63的轴方向对齐，然后开始文档6的传送，执行倾斜校正。
而且，DADF33包括传送路径68，该传送路径68形成为在沿横向(landscape)方位设置的大致U形，并且将文档6引导到第一读取位置，并将文档6从第一读取位置沿输出方向引导。
图像读取装置3的壳体31形成为长方体形箱状物，该长方体形箱状物在其上端面的一部分处具有开口。壳体31包括：上壁312，该上壁312面向文档加压盖32；底壁313，该底壁313面向上壁312；侧壁314和侧壁315，该侧壁314和侧壁315沿着子扫描方向(图2中的左右方向)彼此面对，底壁313夹在侧壁314与侧壁315之间；前壁311(参见图1)，该前壁311位于壳体31的正面处；和后壁316，该后壁316沿主扫描方向(与图2的纸面正交的方向)面向前壁311。
壳体31的上壁312在对应于要以第二读取模式读取的文档6的第二读取位置的部位处具有平面矩形的大开口317。支撑文档6的透明文档台69(稿台玻璃)设置在开口317处。而且，用于以第一读取模式读取文档6的正面(第一表面)上的图像的透明读取窗70设置在文档台69的DADF33侧处。引导构件71设置在读取窗70与文档板69之间。引导构件71具有倾斜的上表面，该倾斜的上表面将在第一读取模式下已穿过读取位置的文档6引导到第三传送辊65。
图像读取装置3在壳体31中包括第一图像读取单元72，该第一图像读取单元72充当读取文档6的正面上的图像的第一图像读取部的示例。第一图像读取单元72沿着主扫描方向(与附图正交的方向)设置。而且，第一图像读取单元72附接到由往复台(carriage)形成的可移动体73，该往复台借助驱动滑轮、驱动线等(未示出)经由驱动马达M沿着子扫描方向移动。可移动体3被路轨(未示出)引导，并且可沿着子扫描方向在由图2中的箭头指示的区域中移动。可移动体73在第一读取模式下停止在所例示的位置处。而且，在第二读取模式下，在可移动体73沿着子扫描方向移动，并且在文档台69上放置的文档6的读取对象区域被照明的同时，读取文档6的图像。
在DADF33中，图像读取装置3还包括第二图像读取单元74，该第二图像读取单元74充当读取文档6的背面上的图像的第二图像读取部的示例。第二图像读取单元74设置在传送路径68中第三传送辊65的上游。第二图像读取单元74可以设置在面向停止在第一读取位置的第一图像读取单元72的位置处，或者另一个位置，只要文档6的背面上的图像在该位置处可读取即可。
例如，对于第一图像读取单元72和第二图像读取单元74中的每一个，使用接触图像传感器(CIS)。如图3所示，第一图像读取单元72和第二图像读取单元74各具有窄且长的长方体形状，该长方体形状具有矩形截面，其长度对应于A4尺寸(210×297mm)的文档6的短边方向或长边方向。第一图像读取单元72和第二图像读取单元74在壳体75的上端面处各具有壳体75和开口76。开口76允许在用光照明文档6的同时读取文档6的图像。第一图像读取单元72和第二图像读取单元74具有彼此类似的构造。
更具体地，如图4所示，第一图像读取单元72和第二图像读取单元74各包括：光源77，该光源77充当由照明文档6的发光二级管(LED)形成的照明器的示例；扩散器78，该扩散器78朝向文档6扩散从光源77发出的光，以一致地照明文档6；SELFOC(注册商标)透镜80，该SELFOC(注册商标)透镜80充当使文档6的图像聚焦在图像读取元件79上的成像透镜；以及图像读取元件79，该图像读取元件79由读取文档6的图像的电荷耦合器件(CCD)等形成。图像读取元件79安装在充当第一电路板的示例的图像读取基板81上。图像读取元件79不限于CCD，并且可以使用互补金属氧化物半导体(CMOS)等。
在第一读取模式下，如图2所示，在可移动体73停止在壳体31的左端部处所设置的第一读取位置处的同时，DADF33自动传送文档6。如图4所示，在图像读取单元72中，在穿过读取窗70上方的位置的文档6由光源77用光照明的同时，来自文档6的反射光图像借助SELFOC(注册商标)透镜80聚焦在图像读取元件79上，并且文档6的正面上的图像由图像读取元件79读取。图像读取元件79输出所读取的文档6的正面的图像数据(信号)。如图2所示，在第二图像读取单元74中，在沿着传送路径68穿过引导构件71上方的位置的文档6的背面由光源77用光照明的同时，来自文档6的反射光图像借助SELFOC(注册商标)透镜80聚焦在图像读取元件79上，并且文档6的背面上的图像由图像读取元件79读取。图像读取元件79输出所读取的文档6的背面的图像数据(信号)。
相反，在第二读取模式下，如图2所示，在可移动体73被驱动马达M驱动并且可移动体73沿着子扫描方向移动的同时，文档6由第一图像读取单元72的光源77用光照明。在第一图像读取单元72中，如图4所示，来自文档6的反射光图像借助SELFOC(注册商标)透镜80聚焦在图像读取元件79上，文档6的正面上的图像由图像读取元件79读取，并且图像数据从图像读取元件79输出。
图像读取装置的主要部分的构造。
如图5所示，根据第一示例性实施方式的包括图像读取装置3的图像形成设备1包括：第一图像读取基板811，该第一图像读取基板811充当上面安装有第一图像读取单元72的图像读取元件791的第一电路板的示例；第二图像读取基板812，该第二图像读取基板812充当上面安装有第二图像读取单元74的图像读取元件792的第一电路板的示例；控制基板83，该控制基板83充当上面安装有控制电路(专用集成电路ASIC)82的第二电路板的示例；图像输出单元84，该图像输出单元84基于由图像读取装置3读取的文档6的图像和从外部装置输入的图像数据输出图像；电源电路85，该电源电路85向控制基板83和图像输出单元84供给预定直流(DC)电压等的电力；以及用户接口86，用户向该用户接口86输入图像形成操作。100V等的交流电压从商用电源87供给到电源电路85。而且，控制基板83借助接地端子88连接到地。
安装在第一图像读取基板811上的图像读取元件791借助第一柔性扁平电缆(FFC)91连接到控制基板83，该第一柔性扁平电缆(FFC)91充当包括发送高频信号的信号线和接地线的传输线的示例。安装在第二图像读取基板812上的图像读取元件792借助第二柔性扁平电缆(FFC)92连接到控制基板83，该第二柔性扁平电缆(FFC)92充当包括发送高频信号的信号线和接地线的传输线的示例。控制基板83具有第一连接器93和第二连接器94，第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92连接到第一连接器93和第二连接器94。
图6是示出了图像形成设备和图像读取装置中的各电路的连接状态的框图。
安装在第一图像读取基板811上的图像读取元件791借助第一柔性扁平电缆91连接到控制基板83的控制电路(ASIC)82。例如，由具有频率为100MHz至1GHz的范围内的高频时钟信号形成的同步信号、控制信号和电力从控制电路(ASIC)82输出到图像读取元件791。相反，图像信号从图像读取元件791输出到控制电路(ASIC)82。而且，第一柔性扁平电缆91包括由屏蔽物等形成的接地线91a。安装在第二图像读取基板812上的图像读取元件792借助第二柔性扁平电缆92连接到控制基板83的控制电路(ASIC)82。例如，由具有频率为100MHz至1GHz的范围内的高频时钟信号形成的同步信号、控制信号和电力从控制电路(ASIC)82输出到图像读取元件792。相反，图像信号从图像读取元件792输出到控制电路(ASIC)82。而且，第二柔性扁平电缆92包括由屏蔽物等形成的接地线92a。
而且，控制信号、驱动电压和图像数据信号从控制电路(ASIC)82向图像输出单元84输出。而且，控制信号从控制电路(ASIC)82向电源电路85输出，并且预定电压从电源电路85向控制电路(ASIC)82输出。
在现有技术的图像读取装置3中，如图7所示，用设置在图像读取装置3的壳体31中的接地金属屏蔽构件100来覆盖图像读取元件79。从驱动图像读取元件79的IC101等生成的高频噪声(电磁干扰，EMI)借助金属屏蔽构件100流到地。因此，高频噪声不会导致严重问题。
相反，如图8所示，上面安装有图像读取元件79的图像读取基板81安装在第一图像读取单元72和第二图像读取单元74中的每一个上，并且第一图像读取单元72和第二图像读取单元74均未设置有金属屏蔽构件。从驱动图像读取元件79的IC等生成的高频噪声(EMI)借助金属屏蔽构件不流向地，而没有用于接地的任何对策。因此，高频噪声(EMI)叠加在第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92的接地线91a和92a中的每一个上。因此，高频噪声(EMI)借助如图9的(A)所示的连接器93和94的接地端子95扩散在控制基板83的接地层96中，并且导致具有与如图9的(B)中所示的同步信号的周期对应的周期的电流噪声。
因此，在该示例性实施方式中，如图10A所示，连接到第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92的接地线91a和92a的连接器93和94中每个的外壳97不借助接地端子98直接连接到控制基板83的接地层96，但是外壳97借助高频降低线圈99连接到控制基板83的接地层96，高频降低线圈99各充当降低在第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92的接地线91a和92a中的每一个处激励的高频信号的高频降低元件的示例。如图5所示，控制基板83的接地层96借助接地端子88接地。
在这种情况下，高频降低线圈99的阻抗Z由|Z|＝2πfL给出，其中，f(Hz)是噪声的频率，并且L(H)是高频降低线圈99的电感。如果高频噪声的频率在大约100MHz至大约1GHz的范围中，则高频降低线圈99的电感L被设置在例如大约0.1至大约1μH的范围中。
图像读取装置的主要部分的操作
在根据第一示例性实施方式的图像读取装置3中，由来自借助第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92连接到控制基板83的图像读取基板811和812的高频信号造成的接地噪声如下减小。
如图6所示，在图像读取装置3中，当文档6的图像由安装在图像读取基板811和812上的图像读取元件791和792中的每一个来读取时，具有从大约100MHz至大约1GHz的范围内的频率的同步信号(时钟信号)和电力从控制基板83的控制电路(ASIC)82，借助第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92中的对应一个，一起输出到安装在图像读取基板811和812上的图像读取元件791和792，并且从安装在图像读取基板811和812上的图像读取元件791和792中的每一个发送图像信号。
此时，如图10的(B)所示，具有与同步信号(时钟信号)的频率的等同的、大约100MHz至大约1GHz的范围内的频率的高频噪声(EMI)在第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92的接地线91a和92b中的每一个处由同步信号(时钟信号)激励。
同时，在该示例性实施方式中，如图10的(A)所示，连接到第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92的接地线91a和92b(参见图6)的各个连接器93和94的外壳97，借助接地端子98和高频降低线圈99连接到控制基板83的接地层96。因此，第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92的接地线91a和92b中的每一个处激励的高频噪声(EMI)如图10的(B)所示被高频降低线圈99衰减。因此，抑制或避免了该情况：在第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92的接地线91a和92b中的每一个处激励的高频噪声(EMI)流向控制基板83的接地层96等，并且在控制电路(ASIC)82等的操作中发生故障。
示例
为了确保本发明的上述第一示例性实施方式的效果，发明人通过试制如图5和图10的(A)所示的图像读取装置3，并测量从第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92辐射的高频噪声(EMI)的电场的强度，来执行实验。
图11的(A)是示出了根据上述示例的高频噪声(EMI)的电场的强度的曲线图。
如图11的(A)所示，发现明显降低200至700MHz的频带中的高频噪声(EMI)。
比较例
发明人通过试制作为比较例的如图5和图9所示的现有技术的图像读取装置3，并测量从第一柔性扁平电缆91和第二柔性扁平电缆92辐射的高频噪声(EMI)的电场的强度，来执行实验。
图11的(B)是示出了根据上述比较例的结果的高频噪声(EMI)的电场的强度的曲线图。
如图11的(B)所示，发现如果不设置高频降低线圈99，则200至700MHz的频带中的高频噪声(EMI)的强度大，并且在控制电路(ASIC)82等中可能发生操作故障。
在上述示例性实施方式中，描述了高频降低线圈用作高频降低元件的情况。然而，高频降低元件不限于此，并且可以使用C-R电路、调谐器二极管等。
对本发明的示例性实施方式的上述说明是为了例示和说明的目的而提供的。并非旨在对本发明进行穷尽，或者将本发明限于所公开的精确形式。显而易见的是，很多修改例和变型例对于本领域技术人员是明显的。选择了该实施方式进行说明以最好地解释本发明的原理及其实际应用，以使本领域其它技术人员能够理解本发明的各种实施方式，以及适合于所设想的具体用途的各种变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (3)

1.一种噪声抑制装置，该噪声抑制装置包括：
第一电路板，该第一电路板不接地；
第二电路板，该第二电路板借助包括传输高频信号的信号线和接地线的传输线连接到所述第一电路板，所述第二电路板包括接地的接地层；以及
高频降低元件，该高频降低元件设置在所述第二电路板的所述接地层与所述传输线的所述接地线之间，并且该高频降低元件减少在所述传输线的所述接地线处激励的高频信号。
2.一种图像读取装置，该图像读取装置包括：
图像读取基板，该图像读取基板是安装有用于读取图像的图像读取元件的基板，所述图像读取基板不接地；
控制基板，该控制基板借助包括传输高频信号的信号线和接地线的传输线连接到所述图像读取基板，所述控制基板包括接地的接地层；以及
高频降低元件，该高频降低元件设置在所述控制基板的所述接地层与所述传输线的所述接地线之间，并且该高频降低元件减少在所述传输线的所述接地线处激励的高频信号。
3.一种图像形成设备，该图像形成设备包括：
根据权利要求2所述的图像读取装置；以及
图像形成部，该图像形成部在记录介质上形成由所述图像读取装置读取的图像。
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