JP2007116502A - 制御ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】拡張基板をメイン基板に接続して使用する場合であっても、容易に機器配線体を配置することができる制御ユニットおよび画像形成装置を提供する。
【解決手段】
拡張基板９１がメイン基板７１と接続される場合には、中継ハーネス８６は、メイン基板７１の機器接続用コネクタ７３と中継コネクタ８１の一端部８１ａとを電気的に接続し、機器用ハーネス７６は、中継コネクタ８１の他端部８１ｂと原稿自動搬送部５３とを接続する。これにより、機器用ハーネス７６に負荷をかけることなくメイン基板７１と原稿自動搬送部５３とを電気的に接続することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、制御ユニットおよび画像形成装置に関するもので、特に、拡張基板がメイン基板と接続される場合における機器配線体の接続方法の改良に関する。

従来より、メイン基板と機器（サーマルヘッド）との間に中間基板および中間コネクタを配設する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平１１−０７８０８３号公報

ここで、メイン基板によって実現される機能を拡張する拡張基板がメイン基板に近接して接続されて場合において、以下のような問題が生ずる。

すなわち、メイン基板の機能を拡張するためにメイン基板に拡張基板が接続されて使用される場合、通常、拡張基板は、装置内の空間の制約のため、メイン基板と近接する位置に配設される。

また、機器とメイン基板とが電気的に接続される場合、通常、メイン基板に設けられた機器用接続部にハーネスの一端部が接続されるとともに、このハーネスの他端部が機器と接続される。

そのため、メイン基板上の機器用接続部が拡張基板側の面に設けられている場合において、メイン基板に拡張基板が装着されると、メイン基板と拡張基板との間から機器用接続部に接続されたハーネスを引き出す必要が生ずる。

しかし、このような状況においてハーネスをメイン基板と拡張基板との間から引き出そうとすると、ハーネスに負荷がかかってハーネスが破損するという問題が生ずる。また、両基板上の素子の配置状況によっては、両基板間からハーネスを引き出すこと自体できない場合も生ずる。

そこで、本発明では、拡張基板をメイン基板に接続して使用する場合であっても、容易に機器配線体を配置することができる制御ユニットおよび画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、機器の動作を制御する制御ユニットであって、機器配線体を介して前記機器と接続可能とされており、前記機器の動作制御につき、主要な制御を実行可能とするメイン基板と、前記メイン基板と近接して接続可能とされており、前記機器の動作制御につき、拡張的な制御を実行可能とする拡張基板と、前記メイン基板を挟んで前記拡張基板と逆側に設けられており、前記メイン基板を固定するメイン基板用フレームと、前記拡張基板を挟んで前記メイン基板と逆側に設けられており、前記拡張基板を固定する拡張基板用フレームと、前記拡張基板用フレームに設けられており、前記拡張基板用フレームを挟んで前記メイン基板側と前記メイン基板の逆側とを中継して接続する中継接続体と、を備え、前記拡張基板が前記メイン基板と接続される場合に使用され、前記メイン基板に設けられた接続部と、前記中継接続体の端部のうち前記メイン基板側の一端部と、を接続する中継配線体と、を備え、前記機器配線体は、前記拡張基板が前記メイン基板と接続される場合には、前記中継接続体の他端部と接続され、前記拡張基板が前記メイン基板と接続されない場合には、前記接続部と接続されることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、画像形成装置であって、本体側に設けられており、記録用紙に画像を記録する記録部と、蓋部側に設けられており、画像データの読み取りの際における原稿搬送を実行する原稿自動搬送部と、前記本体側に設けられており、前記記録部および前記原稿自動搬送部の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、機器配線体を介して前記原稿自動搬送部と接続可能とされるとともに、前記記録部および前記原稿自動搬送部の動作制御につき、主要な制御を実行可能とするメイン基板と、前記メイン基板と近接して接続可能とされており、前記記録部および前記原稿自動搬送部の動作制御につき、拡張的な制御を実行可能とする拡張基板と、前記メイン基板を挟んで前記拡張基板と逆側に設けられており、前記メイン基板を固定するメイン基板用フレームと、前記拡張基板を挟んで前記メイン基板と逆側に設けられており、前記拡張基板を固定する拡張基板用フレームと、前記拡張基板用フレームに設けられており、前記拡張基板用フレームを挟んで前記メイン基板側と前記メイン基板の逆側とを中継して接続する中継接続体と、を備え、前記拡張基板が前記メイン基板と接続される場合に使用され、前記メイン基板に設けられた接続部と、前記中継接続体の端部のうち前記メイン基板側の一端部と、を接続する中継配線体と、を備え、前記機器配線体は、前記拡張基板が前記メイン基板と接続される場合には、前記中継接続体の他端部と接続され、前記拡張基板が前記メイン基板と接続されない場合には、前記接続部と接続されることを特徴とする。

請求項１および請求項２に記載の発明によれば、拡張基板がメイン基板と接続される場合において、接続部、中継配線体、中継接続体、および機器配線体を介してこの順番で、機器（原稿自動搬送部）とメイン基板とを接続することができる。すなわち、機器配線体は、近接して設けられたメイン基板と拡張基板との間から引き出される必要がない。そのため、メイン基板と機器（原稿自動搬送部）とを容易に電気的に接続することが可能となる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜１．画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態における画像形成装置１の全体構成の一例を示す図である。図２は、画像形成装置１の機能構成を説明するためのブロック図である。なお、図１および以降の各図には、それらの方向関係を明確にするため、必要に応じて前後方向、左右方向、および上下方向を示す座標軸を付している。

画像形成装置１は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を複合させた複合機である。図１および図２に示すように、画像形成装置１は、主として、制御ユニット１０と、読取部５１と、記録部５２と、原稿自動搬送部５３と、を有する。

ここで、図１に示すように、制御ユニット１０、読取部５１、および記録部５２は、本体部５に設けられている。また、原稿自動搬送部５３は、回動軸７を中心として回動可能とされており、本体部５に対して開閉可能とされた蓋部６に設けられている。さらに、本体部５側の制御ユニット１０と蓋部６側の原稿自動搬送部５３とは、機器用ハーネス７６を介して電気的に接続されている。

制御ユニット１０は、読取部５１、記録部５２、および原稿自動搬送部５３等のように、制御ユニットと電気的に接続された機器の動作を制御する制御部である。図２に示すように、制御ユニット１０は、主として、主制御ユニット２０と、拡張制御ユニット６０と、を有する。なお、主制御ユニット２０と拡張制御ユニット６０とは、主制御ユニット２０側の基板接続用コネクタ１８と拡張制御ユニット６０側の基板接続用コネクタ６８とが嵌合することにより、電気的に接続される。

主制御ユニット２０は、読取部５１、記録部５２、原稿自動搬送部５３、表示部５５、および操作部５６等の機器の動作制御につき、主要な制御（画像形成装置１にとって不可欠な処理であって、例えば、読取部５１による原稿の読取処理や記録部５２によるトナー画像の記録処理等の制御）を実行可能とする。図２に示すように、主制御ユニット２０は、主として、ＮＣＵ２１と、モデム２２と、ＣＯＤＥＣ３１と、読取部制御回路４１と、記録部制御回路４２と、を有する。

なお、本実施の形態において、主制御ユニット２０に含まれるＮＣＵ２１、モデム２２、ＣＯＤＥＣ３１、読取部制御回路４１、および記録部制御回路４２は、後述するメイン基板７１（図３および図４参照）に電子素子として実装される。

モデム２２は、画像メモリ１６に格納されたデジタルデータ（画像データ）を音声信号に変換したり、画像形成装置１の外部から送信される音声データをデジタルデータに変換する。ＮＣＵ２１は、公衆電話交換回線網に画像形成装置１を接続する際に必要となる機器であり、発着信やダイヤル制御を行う。

読取部制御回路４１は、原稿から画像データの読取処理を実行する読取部５１の動作を制御する。読取部５１から取り込まれて２値化された画像データは、ＣＯＤＥＣ３１によって符号化（圧縮）され、画像メモリ１６に格納される。ここで、ＣＯＤＥＣ３１による符号化には、例えば、ＭＨ（Modified Huffman）、ＭＲ（Modified Read）、ＭＭＲ（Modified MR）、および、ＪＢＩＧ（Joint Bi-level Image experts Group）のいずれかの方式が採用される。

記録部制御回路４２は、電子写真方式に基づくトナー画像を記録紙に記録する記録部５２の動作を制御する。例えば、画像メモリ１６に格納された画像データがＣＯＤＥＣ３１で復号されるとともに、シリアルのデータ列として記録部５２に出力されると、記録部制御回路４２は、記録部５２によって、この画像データに基づいたトナー画像を記録紙に形成させる。なお、ＣＯＤＥＣ３１による復号には、上述のＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲ、および、ＪＢＩＧのいずれかの方式が採用される。

ＲＡＭ１２は、読み書き自在のメモリである。画像メモリ１６は、ＲＡＭ１２と同様に、読み書き自在のメモリであり、読取部５１、モデム２２、および拡張制御ユニット６０側のネットワーク制御部６１等を介して画像形成装置１に入力された画像データを格納する。

ＲＯＭ１３は、読出し専用メモリーであり、ＭＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に格納されたプログラムに従った制御を実行する。また、ＭＰＵ１１は、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１２、画像メモリ１６、読取部制御回路４１、および記録部制御回路４２等と、信号線１５を介して電気的に接続される。また、ＭＰＵ１１は、信号線１５、主制御ユニット２０側の基板接続用コネクタ１８、拡張制御ユニット６０側の基板接続用コネクタ６８、および拡張制御ユニット６０側の信号線６５を介して、拡張制御ユニット６０のネットワーク制御部６１、および記録部拡張回路６２とも電気的に接続される。

したがって、ＭＰＵ１１は、このプログラムに従って、読取部５１による画像データの読取処理、記録部５２による画像データの記録処理、およびネットワーク制御部６１によるデータの送受信処理等を所定のタイミングで実行することができる。

なお、本実施の形態において、画像形成装置１の動作を制御するプログラムはＲＯＭ１３に格納されているが、これに限定されるものでない。例えば、読み書き自在の不揮発性メモリであるフラッシュメモリに当該プログラムを格納してもよい。

拡張制御ユニット６０は、図２に示すように、主として、ネットワーク制御部６１と、記録部拡張回路６２と、を有している。また、ネットワーク制御部６１および記録部拡張回路６２は、後述する拡張基板９１（図３参照）に電子素子として実装されており、信号線６５および基板接続用コネクタ６８を介して主制御ユニット２０側と電気的に接続されている。

ネットワーク制御部６１は、ＬＡＮ（Local Area Network）に接続された装置との間で実行されるデジタルデータの送受信処理の制御を実行する。記録部拡張回路６２は、記録部５２よって実現される機能を拡張したり、記録部５２の性能を向上させる。例えば、記録部拡張回路６２においてＣＯＤＥＣ３１と同様な復号処理が実行可能とされている場合、記録部制御回路４２は記録部５２による記録処理のスループットを向上させることができる。

このように、拡張制御ユニット６０は、機器の動作制御につき、拡張的な制御（画像形成装置１において読取処理や記録処理等を実行するにあたり、不可欠な制御ではないが、画像形成装置１の機能や性能をさらに向上させるために必要な制御）を実行可能とする。

原稿自動搬送部５３は、いわゆるＡＤＦ（Auto Document Feeder）であり、複数の原稿を連続して自動読み取り可能な装置である。すなわち、原稿自動搬送部５３は、蓋部６に載置されたシート状の原稿を搬送するとともに、読取部５３によってこの原稿から画像データを読み取らせる。

なお、本実施の形態において、原稿自動搬送部５３は、蓋部６とともに本体部５から着脱可能に設けられている。そのため、原稿自動搬送部５３を本体部５から脱着するとともに、原稿自動搬送部５３から機器用ハーネス７６（図１参照）を取り外すことにより、原稿自動搬送部５３の交換や修理等のメンテナンスを容易に行うことができる。

表示部５５は、いわゆる液晶ディスプレイによって構成されており、指や専用のペンで画面に触れることにより、画面上の位置を指定することができる「タッチパネル」としての機能を有する。したがって、画像形成装置１の使用者（以下、単に、「使用者」と呼ぶ）は、表示部５５に表示された内容に基づき、この「タッチパネル」機能を使用した指示を行うことによって、画像形成装置１に対して所定の動作を実行させることができる。このように、表示部５５は、画像形成装置１に所定のデータの入力を可能とする入力部としても使用される。

操作部５６は、ワンタッチキー、短縮キー、およびキーパッド等の操作キーを有する入力部である。使用者は、表示部５５の表示内容に基づいた入力作業を実行することにより、画像形成装置１に対して所定の動作を実行させることができる。

＜２．メイン基板および拡張基板の構成＞
図３は、本実施の形態におけメイン基板７１および拡張基板９１の構成を説明するための図である。図４は、本実施の形態につき、拡張基板９１を使用しない場合におけるメイン基板７１と機器用ハーネス７６との接続状況を説明するための図である。

図３に示すように、メイン基板７１および拡張基板９１は、それぞれメイン基板用のフレーム７２および拡張基板用のフレーム９２に固定されている。すなわち、メイン基板用のフレーム７２は、メイン基板７１を挟んで拡張基板９１と逆側に設けられている。また、拡張基板用のフレーム９２は、拡張基板９１を挟んでメイン基板７１と逆側に設けられている。

また、メイン基板７１は拡張基板９１と電気的に接続可能とされている。メイン基板７１に拡張基板９１が装着される場合、図３に示すように、メイン基板７１側の基板接続用コネクタ１８と拡張基板９１側の基板接続用コネクタ６８とが嵌合させられ、メイン基板７１と拡張基板９１とは近接して設けられる。

拡張基板用のフレーム９２には、中継コネクタ８１が設けられている。中継コネクタ８１は、フレーム９２を挟んでメイン基板７１側と、メイン基板７１の逆側とを中継して接続する中継接続体である。

また、図３に示すように、中継コネクタ８１は、メイン基板７１上に設けられた機器接続用コネクタ（機器接続部）７３と対向しており、中継コネクタ８１の端部のうち、メイン基板７１側の一端部８１ａは、中継ハーネス８６によって接続される。

ここで、中継ハーネス８６は、拡張基板９１がメイン基板７１と接続される場合に使用される中継配線体であり、平形のケーブル部８７と、ケーブル部８７の両端に設けられた２つのケーブル側コネクタ８８（８８ａ、８８ｂ）と、を有する。そして、中継ハーネス８６のケーブル側コネクタ８８ａとメイン基板７１上の機器接続用コネクタ７３とが嵌合させられ、かつ、ケーブル側コネクタ８８ｂと中継コネクタ８１の一端部８１ａとが嵌合させられることにより、メイン基板７１と中継コネクタ８１とは電気的に接続される。

さらに、中継コネクタ８１の端部のうち、メイン基板７１と逆側の他端部８１ｂは、機器用ハーネス（機器配線体）７６と接続される。ここで、機器用ハーネス７６は、中継ハーネス８６と同様な平形のケーブル部７７と、ケーブル部７７の両端に設けられた２つのケーブル側コネクタ７８と、を有する。そして、中継コネクタ８１の他端部８１ｂとコネクタ７８とが嵌合させられることにより、中継コネクタ８１と原稿自動搬送部５３とは電気的に接続される。なお、図示の都合上、図３には、２つのケーブル側コネクタ７８のうち、制御ユニット１０側のコネクタのみを記載している。

このように、本実施の形態では、拡張基板９１がメイン基板７１と接続される場合には、中継ハーネス８６は、メイン基板７１の機器接続用コネクタ７３と中継コネクタ８１の一端部８１ａとを電気的に接続し、機器用ハーネス７６は、中継コネクタ８１の他端部８１ｂと原稿自動搬送部５３とを接続する。

また、拡張基板９１がメイン基板７１と接続されない場合には、中継ハーネス８６は使用されず、機器用ハーネス７６は、図４に示すように、メイン基板７１の機器接続用コネクタ７３と原稿自動搬送部５３とを接続する。

図５は、比較例につき、メイン基板７１と機器用ハーネス７６との接続状況を説明するための図である。ここで、図５に示す比較例のように、中継コネクタ８１および中継ハーネス８６を使用しない場合、メイン基板７１と原稿自動搬送部５３とは、機器用ハーネス７６および機器接続用コネクタ７３を介して電気的に接続される。この場合、フレーム７２の配置的な制約により、メイン基板７１上の機器接続用コネクタ７３は、拡張基板９１側に設けられている。

そのため、メイン基板７１に拡張基板９１が装着されると、メイン基板７１と拡張基板９１との間から機器用ハーネス７６を引き出す必要が生ずる。その結果、機器用ハーネス７６に負荷がかかってハーネスが破損するという問題が生じたり、両基板７１、９１上の素子の配置状況によっては、両基板間からハーネスを引き出すこと自体できない場合も生ずる。

これに対して、本実施の形態のように中継コネクタ８１および中継ハーネス８６を使用する場合、図３に示すように、機器用ハーネス７６は、メイン基板７１と拡張基板９１との間から引き出される必要がない。また、機器接続用コネクタ７３と中継コネクタ８１の一端部８１ａとは、対向して設けられている。そのため、ケーブル部７７の長さを調整することによって、機器用ハーネス７６に負荷をかけることなくメイン基板７１と原稿自動搬送部５３とを電気的に接続することができる。すなわち、メイン基板７１と拡張基板９１とが近接して設けられている場合であっても、メイン基板７１と原稿自動搬送部５３とを容易に電気的に接続することができる。

＜３．本実施の形態の制御ユニットの利点＞
以上のように、本実施の形態の制御ユニット１０において、拡張基板９１がメイン基板７１と接続される場合であっても、機器接続用コネクタ７３、機器用ハーネス７６、中継コネクタ８１、および中継ハーネス８６を介してこの順番で原稿自動搬送部５３とメイン基板７１とを接続することができ、機器用ハーネス７６は、メイン基板７１と拡張基板９１との間から引き出す必要がない。そのため、メイン基板７１と拡張基板９１とが近接して設けられている場合であっても、メイン基板７１と原稿自動搬送部５３とを容易に電気的に接続することができる。

本発明の実施の形態における画像形成装置の全体構成の一例を示す側面図である。 画像形成装置の機能構成を説明するためのブロック図である。 本実施の形態におけるメイン基板および拡張基板の構成を説明するための側面図である。 メイン基板と機器用ハーネスとの接続状況を説明するための側面図である。 メイン基板と機器用ハーネスとの接続状況を説明するための側面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
５ 本体部
６ 蓋部
１０ 制御部
１８、６８ 基板接続用コネクタ
２０ 主制御ユニット
５１ 読取部
５２ 記録部
５３ 自動原稿搬送部
６０ 拡張制御ユニット
６１ ネットワーク制御部
６２ 記録部拡張回路
７１ メイン基板
７２、９２ フレーム
７３ 機器接続用コネクタ
７６ 機器ハーネス
７７、８７ ケーブル
８１ 中継コネクタ
８６ 中継ハーネス
９１ 拡張基板

Claims (2)

1. 機器の動作を制御する制御ユニットであって、
   (a) 機器配線体を介して前記機器と接続可能とされており、前記機器の動作制御につき、主要な制御を実行可能とするメイン基板と、
   (b) 前記メイン基板と近接して接続可能とされており、前記機器の動作制御につき、拡張的な制御を実行可能とする拡張基板と、
   (c) 前記メイン基板を挟んで前記拡張基板と逆側に設けられており、前記メイン基板を固定するメイン基板用フレームと、
   (d) 前記拡張基板を挟んで前記メイン基板と逆側に設けられており、前記拡張基板を固定する拡張基板用フレームと、
   (e) 前記拡張基板用フレームに設けられており、前記拡張基板用フレームを挟んで前記メイン基板側と前記メイン基板の逆側とを中継して接続する中継接続体と、
   を備え、
   (f) 前記拡張基板が前記メイン基板と接続される場合に使用され、前記メイン基板に設けられた接続部と、前記中継接続体の端部のうち前記メイン基板側の一端部と、を接続する中継配線体と、
   を備え、
   前記機器配線体は、
   (i) 前記拡張基板が前記メイン基板と接続される場合には、前記中継接続体の他端部と接続され、
   (ii) 前記拡張基板が前記メイン基板と接続されない場合には、前記接続部と接続されることを特徴とする制御ユニット。
2. 画像形成装置であって、
   (a) 本体側に設けられており、記録用紙に画像を記録する記録部と、
   (b) 蓋部側に設けられており、画像データの読み取りの際における原稿搬送を実行する
   原稿自動搬送部と、
   (c) 前記本体側に設けられており、前記記録部および前記原稿自動搬送部の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   (c-1) 機器配線体を介して前記原稿自動搬送部と接続可能とされるとともに、前記記録部および前記原稿自動搬送部の動作制御につき、主要な制御を実行可能とするメイン基板と、
   (c-2) 前記メイン基板と近接して接続可能とされており、前記記録部および前記原稿自動搬送部の動作制御につき、拡張的な制御を実行可能とする拡張基板と、
   (c-3) 前記メイン基板を挟んで前記拡張基板と逆側に設けられており、前記メイン基板を固定するメイン基板用フレームと、
   (c-4) 前記拡張基板を挟んで前記メイン基板と逆側に設けられており、前記拡張基板を固定する拡張基板用フレームと、
   (c-5) 前記拡張基板用フレームに設けられており、前記拡張基板用フレームを挟んで前記メイン基板側と前記メイン基板の逆側とを中継して接続する中継接続体と、
   を備え、
   (c-6) 前記拡張基板が前記メイン基板と接続される場合に使用され、前記メイン基板に設けられた接続部と、前記中継接続体の端部のうち前記メイン基板側の一端部と、を接続する中継配線体と、
   を備え、
   前記機器配線体は、
   (i) 前記拡張基板が前記メイン基板と接続される場合には、前記中継接続体の他端部と接続され、
   (ii) 前記拡張基板が前記メイン基板と接続されない場合には、前記接続部と接続されることを特徴とする画像形成装置。
   

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