JP2008304363A - ケーブル接続検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルフラットケーブルの誤挿入を検知して通知する。
【解決手段】プリント基板２０１とプリント基板２０２の各々のコネクタ２０５、２０６にフラットケーブル（ＦＦＣ）２０３ａが接続される。出力ポート３０７の接続検知出力信号がコネクタ２０５の端子Ａ１５からＦＦＣ２０３ａを介してコネクタ２０６の端子Ｂ１に伝送される。プリント基板２０２内においてコネクタ２０６の端子Ｂ１と端子Ｂ１２は信号線で接続されており、接続検知出力信号はコネクタ２０６の端子Ｂ１２、ＦＦＣ２０３ａを介してコネクタ２０５の端子Ａ４に転送され、入力ポート３０８に入力され、制御回路２０４が出力ポート３０７の出力レベルと入力ポート３０７の入力レベルを比較し、正しいＦＦＣで接続されているかを判断する。を検出する。ケーブルの非対称位置に接続検出用の信号を配置し、入出力レベルが一致していることを検出する。
【選択図】図５

Description

本発明はコネクタへのケーブルの接続状態の検知に関する。

従来、複数の負荷を制御する制御部には、装置内の複数の箇所にそれぞれ配置された複数の負荷を制御するための信号配線が接続されている。例えば、画像形成装置である場合、複数の負荷として、用紙の位置を検出するセンサ、用紙の搬送を行う駆動モータ、駆動を伝達する電磁クラッチ等が挙げられる。

こうした中で、特に近年の画像形成装置においては、制御の複雑化による信号／制御負荷の増加があり、それらを制御する回路基板から多数の信号コネクタが引き出されている。

例えば接続用のコネクタを有するコネクタケーブルが、基板に設けられた受け側コネクタ等に嵌め込まれて用いられている。また装置の小型化等から平板型の導体を複数本並べて被覆したフレキシブルフラットケーブルを用いて基板間の電気信号を伝送している（特許文献１，２参照）。
特開平５−２４２７３６ 特開２００３−３０８９０４

フレキシブルフラットケーブルのピン配置として２種類ある。１つは、ケーブルの一方のコネクタ接合部の第１ピンと他方のコネクタ接合部の第１ピンが対応する１−１接続である。また、もう１つは、一方のコネクタ接合部の第１ピンと他方のコネクタ接合部の第ｎピンが対応する１−ｎ接続である。１−１接続に使用するフレキシブルフラットケーブルは内部で折り曲げられて構成されている。

このようなフレキシブルフラットケーブルを折り曲げて使用する場合には、途中で複数回折り曲げられていると、見た目には１−１接続か１−ｎ接続かを区別しにくい。従って、両方の接続形態のケーブルを混在させて装置を組み立てる場合、組み立て時に誤ったフレキシブルフラットケーブルが接続されると装置が動作しないということが考えられる。

そこで本発明の目的は、基板間の接続にフレキシブルフラットケーブルを使用する際、正しいフレキシブルフラットケーブルが挿入されたか否か判定できるケーブル接続検知装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のケーブル接続検知装置は、複数本の導体が並べて配置されたフラットケーブルの一端が挿入され、前記複数本の導体とそれぞれ接触する複数個の端子を有する第１のコネクタと、前記フラットケーブルの他端が挿入され、前記複数本の導体とそれぞれ接触する複数個の端子を有する第２のコネクタと、前記第１のコネクタの第１の端子に信号を供給する出力ポートと、前記第１のコネクタの第２の端子からの信号を入力する入力ポートを有する制御回路と、前記第２のコネクタの第３の端子と第４の端子とを接続したループ回路と、を有し、前記第３と端子と前記第４の端子は前記第２のコネクタの両端の端子間の中心に対して非対称の位置にあり、前記制御回路は、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間を前記フラットケーブルで接続した場合に、前記出力ポートから出力される出力信号と、前記第１の端子、前記第３の端子、前記ループ回路、前記第４の端子及び前記第２の端子を介して前記入力ポートに入力される入力信号とを比較し、比較結果に基づいて接続された前記フラットケーブルが正しいフラットケーブルでないことを判定することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、誤ったフラットケーブルをコネクタ間に挿入しても、誤ったフラットケーブルが挿入されたことを検知でき、装置が動作しなくなることを防止することができる。

図１は第１の実施形態における電子写真カラー複写機の全体構成を概略的に示す断面図である。

この電子写真カラー複写機は、画像読取部１Ｒおよび画像出力部１Ｐを有する。画像読取部１Ｒは、原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１Ｐに送信する。画像出力部１Ｐは、複数（本実施形態では４つ）並設された画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、クリーニングユニット５０および制御ユニット８０を有する。

個々のユニットについて詳しく説明する。各画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）は同じ構成を有する。各画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）では、第一の像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）が回転自在に軸支され、図中矢印方向に回転駆動される。

感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に、一次帯電器１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）、光学系１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）および折り返しミラー１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）が配置されている。また、現像装置１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）およびクリーニング装置１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）が配置されている。

一次帯電器１２ａ〜１２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。光学系１３ａ〜１３ｄは、記録画像信号出力部１Ｒからの記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザビームなどの光線を、折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光する。これにより、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上には、静電潜像が形成される。

現像装置１４ａ〜１４ｄは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、「トナー」という）をそれぞれ収納し、上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像は、画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄで、中間転写ユニット３０を構成する第二の像担持体としてのベルト状の中間転写体、即ち中間転写ベルト３１に転写される。

画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、中間転写体に転写されずに感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落とし、ドラム表面の清掃を行う。上記プロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。

給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納するためのカセット２１ａ、２１ｂおよび手差しトレイ２７、およびカセット２１ａ、２１ｂもしくは手差しトレイ２７より転写材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６を有する。また、給紙ユニット２０は、各ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６から送り出された転写材Ｐを更に搬送するための給紙ローラ対２３、給紙ガイド２４およびレジストローラ２５ａ、２５ｂを有する。レジストローラ２５ａ、２５ｂは、各画像形成部の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すために用いられる。

次に図２を用いて基板の接続構成を説明する。図２のようにプリント基板２０１とプリント基板２０２とがフレキシブルフラットケーブル（以後ＦＦＣと称す）２０３で接続される。一般に、ＦＦＣとは、平角導体を並列に配置し、両面をポリエステルテープで挟んだ、テープ電線である。本実施形態におけるＦＦＣ２０３は１５極（１５本）の導体を持ち、線長が２００ｍｍである。

図３にＦＦＣ２０３の構成を示す。図３（ａ）において、１０１は信号を伝送する導体であり、複数本（本実施形態では１５本）で構成されている。１０２は導体の上部より電気的に絶縁する絶縁層、１０３はコネクタの指定の厚み寸法を満足する補強テープである。ＦＦＣ２０３は導体１０１を２枚の絶縁フィル１０３で挟むように接着した構造となっている。１５本の導体１０１は所定の間隔で平行に配置されている。

図３（ｂ）、（ｃ）はＦＦＣの導体の取り方をあらわした図である。図３（ｂ）はケーブルの両端にそれぞれケーブルの同じ面側に補強テープがあり、導体露出面が同じ面にある。図３（ｃ）はケーブルの両端にケーブルの互いに異なる面側に補強テープがあり、導体露出面が互いに逆になっている。この形態のＦＦＣを２０３ｂで表わす。このように補強テープを取り付ける方向により導体露出面を変更することができる。また、補強テープが無く上下面が導体露出とすることもできる。

図２において、プリント基板２０１上には制御回路２０４が設けられている。制御回路２０４の構成については後述する。

制御回路２０４内のＣＰＵのアドレスバスおよびデータバスはプリント基板２０１上またはプリント基板２０２上のバスドライバ回路、アドレスデコーダ回路を経て各負荷に接続される。２０５はプリント基板２０１に取り付けられた第１のコネクタであり、複数個（本実施形態では１５個）の接続端子を有し、各接続端子は制御回路２０４に接続されている。２０６はプリント基板２０２に取り付けられた第２のコネクタであり、第１のコネクタと同じ数の接続端子を有する。プリント基板２０１、２０２に取り付けられたコネクタ２０５、２０６はともにコネクタのケース内の上側に電極がついている上接点タイプのコネクタである。

コネクタ２０５にはＦＦＣ２０３の一端が挿入され、コネクタ２０５の各端子がＦＦＣ２０３の一端の導体１０１と接触する。コネクタ２０６にはＦＦＣ２０３の他端が挿入され、コネクタ２０６の各端子がＦＦＣ２０３の他端の導体１０１と接触する。

図２においては、ＦＦＣ２０３は図３（ｂ）に示すケーブル２０３ａを用いている。プリント基板２０１に取り付けられているコネクタ２０５とプリント基板２０２に取り付けられているコネクタ２０６との接続は、コネクタ２０５の端子Ａ１とコネクタ２０６の端子Ｂ１５、端子Ａ２と端子Ｂ１４・・・端子Ａ１５と端子Ｂ１というように１−ｎ接続となっている。

図４は制御回路２０４の構成を示すブロック図である。制御回路２０４は、Ａ／Ｄ変換器３０２、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０３、ＲＡＭ３０４、Ｉ／Ｏインタフェース３０５および表示部３０６を有する。Ｉ／Ｏインタフェース３０５には、各コネクタを介して各種ソレノイド（ＳＬ）３１１、各種センサ（ＳＮＳ）３１２および各種モータ（ＭＴ）３１３が接続される。

ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０３に格納された制御プログラムに従って、ワークメモリであるＲＡＭ３０４を使用しながら、Ｉ／Ｏインタフェース３０５や表示部３０６の動作を制御するとともに、画像形成装置全体の動作を制御する。

次にコネクタの接続検出の構成を説明する。

図５はＦＦＣが正常に挿入された場合を示す図である。図５では、図３（ｂ）に示す１−１接続の形態のＦＦＣが使用される。この形態のＦＦＣを２０３ａで表わす。図５において、出力ポート３０７と入力ポート３０８はプリント基板２０１上の制御回路２０４内に設けられ、プリント基板２０１とプリント基板２０２の接続検知に使用される。出力ポート３０７はプリント基板２０１に取り付けられているコネクタ２０５の端子Ａ１５（第１の端子）に接続されている。出力ポート３０７からの出力信号は、コネクタ２０５の端子Ａ１５とＦＦＣ２０３ａを通じてプリント基板２０２に取り付けられているコネクタ２０６の端子Ｂ１（第３の端子）に伝送される。

プリント基板２０２内において、コネクタ２０６の端子Ｂ１と端子Ｂ１２（第４の端子）は信号線で接続されている。即ち、端子Ｂ１と端子Ｂ１２とはループ回路を構成している。従って、出力ポート３０７から出力された信号はループ回路を経てコネクタ２０６の端子Ｂ１２、ＦＦＣ２０３ａを介してコネクタ２０５の端子Ａ４（第２の端子）へ転送され、制御回路２０４の入力ポート３０８に入力される。

そこで制御回路２０４が出力ポート３０７からの出力信号のレベルを変化させ、出力ポート３０７の出力レベルと入力ポート３０８の入力レベルを比較する。信号レベルが一致していればプリント基板２０１とプリント基板２０２とは正しいＦＦＣで接続されていると判断することができる。ここで、信号を比較するために使用される接続端子（本実施形態においては端子Ａ１５とＡ４またはＢ１とＢ１２）はコネクタの両端子間の中心に対して非対称の位置にある。コネクタの両端子間の中心に対して対象の位置にある端子、例えば、端子Ａ２とＡ１４や端子Ｂ２とＢ１４などの組合わせは使用できない。なぜなら、対称の位置に配置された端子をループ回路として使用した場合、誤ったケーブルを使用しても、入力信号と出力信号の方向が変わるのみで誤ったケーブルの挿入を検出はできないからである。なお、ここで誤ったケーブルとは、図３（ｃ）に示す１−１接続の形態のＦＦＣのことである。

正しいＦＦＣが使用されていると判断された場合は、プリント基板２０１とプリント基板２０２とが正常に接続されていることになるので、制御回路２０４はスイッチＳＷ３０９をＯＮする。スイッチＳＷ３０９のオンにより、コネクタ２０５の端子Ａ１、ＦＦＣ２０３ａ、コネクタ２０６の端子Ｂ１５を介してプリント基板２０２に電力が供給される。端子Ａ１はプリント基板２０２に電源を供給するための電源端子として機能し、端子Ａ１と端子Ｂ１５とを導通するＦＦＣ２０３ａ導体は電源線として機能する。

図６はＦＦＣが誤挿入（正しくないＦＦＣが挿入）された場合を示す図である。基本的な構成は図５と同じであるので構成の説明は省略する。図６では、図３（ｃ）に示す１−１接続の形態のＦＦＣが使用されている。この形態のＦＦＣを２０３ｂで表わす。ＦＦＣ２０３ｂがコネクタ２０５、２０６に接続される場合は、コネクタ２０５の端子Ａ１〜Ａ１５がコネクタ２０６の端子Ｂ１〜端子Ｂ１５にそれぞれ接続される１−１接続となる。このような誤った接続はＦＦＣが途中で複数回折り曲げられて使用される場合に起こりうる。

制御回路２０４の出力ポート３０７はコネクタ２０５の端子Ａ１５、ＦＦＣ２０３ｂを通じてコネクタ２０６の端子Ｂ１５に接続される。上述した様に、プリント基板２０２におけるループ回路はコネクタ２０６の端子Ｂ１とＢ１２とを接続することで形成されている。従って、接続状態の検出のために制御回路２０４の出力ポート３０７から信号を出力してもプリント基板２０２のループ回路は経由されずに制御回路２０４の入力ポート３０８には信号が入力されない。この出力ポート３０７の出力レベルと、入力ポート３０８の入力レベルを比較すると信号レベルが一致していないのでプリント基板２０１とプリント基板３０２は正しいＦＦＣで接続されていないと判定することができる。即ち、誤ったＦＦＣ２０３ｂがコネクタに挿入されていることがわかる。プリント基板２０１とプリント基板２０２が正常に接続されていないことになるので制御回路２０４はＳＷ３０９をＯＦＦのままにし、端子Ａ１から基板２０２に電源を供給しないようにする。

なお、ＦＦＣ２０３ｂを使用すべき基板の場合は、図９に示すように、基板２０２ｂのコネクタの端子Ｂ４とＢ１５とでループ回路を構成する様になる。

図７は接続状態検出の処理を示すフローチャートである。この処理は制御回路２０４内のＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０３に格納されたプログラムに基づいて実行する。

まず、ＣＰＵ３０１は出力ポート３０７から図８に示すパルスを出力する（Ｓ４０１）。次にＣＰＵ３０１は入力ポート３０８からのパルス信号を検出する（Ｓ４０２）。ＣＰＵ３０１は出力したパルス信号と入力したパルス信号とを比較する（Ｓ４０３）。

Ｓ４０３での比較について説明する。図８に示すように、出力ポート３０７からの出力信号がＨＩになると遅延時間ｔをもって入力ポート３０８へ入力される。遅延時間ｔはＦＦＣ２０３の長さに影響するが、本実施形態においては１ｍｓとする。また、出力信号のＨＩの期間を１０ｍｓとする。出力信号と入力信号を比較するタイミングは、遅延時間ｔを考慮して出力ポート３０７から出力する出力信号の出力がＨＩレベルに変化してから５ｍｓ後に比較をする。なお、比較タイミングは出力信号と入力信号の両方が理論上ＨＩレベルになっている範囲であればよい。

また、出力信号は１回のみＨＩレベルに変化するのではなく、複数回変化するものでも良い。そして信号の比較を複数回行い、すべての比較で両方の信号レベルが一致している場合に、基板２０１と２０２とが正しいＦＦＣで接続されていると判断しても良い。

Ｓ４０３での比較結果が一致していなかったら、ＣＰＵ３０１は、基板２０１と２０２が正しいＦＦＣで接続されていないと判定し、表示部３０６に警告を表示する（Ｓ４０５）。更に、プリント基板２０２への電源供給を禁止するためにスイッチＳＷ３０９のオフを維持する。なお、警告の仕方は音を鳴らす等、他の方法でも良い。Ｓ４０３で一致すると判定した場合、ＣＰＵ３０１はプリント基板２０２に電源を供給するためにスイッチＳＷ３０９をオンにする（Ｓ４０４）。

以上の様に、本実施形態によれば、１−１接続型のＦＦＣと１−ｎ接続型のＦＦＣの種類を間違って使用したとしても、誤挿入であることを検知し、装置が動作しなくなることを防止できる。更に誤ったＦＦＣを接続した場合、接続先の基板への電源供給を禁止するので、接続先の基板の電源線ではない部分に電源が供給されることを防止でき、基板の故障を防ぐことができる。

画像形成装置の構成を示す断面図である。 プリント基板の接続構成を示す図である。 フレキシブルフラットケーブルの構成を示す図である。 画像形成装置の制御回路の構成を示すブロック図である。 プリント基板とフレキシブルフラットケーブルの正常接続時の構成を示す図である。 プリント基板とフレキシブルフラットケーブルの誤接続時の構成を示す図である。 接続状態検出の動作を示すフローチャートである。 制御回路の出力信号と入力信号を示す図である。 プリント基板とフレキシブルフラットケーブルの正常接続時の構成を示す図である。

符号の説明

２０１，２０２ プリント基板
２０３ フレキシブルフラットケーブル
２０４ 制御回路
２０５，２０６ コネクタ
３０７ 入力ポート
３０８ 出力ポート

Claims (4)

1. 複数本の導体が並べて配置されたフラットケーブルの一端が挿入され、前記複数本の導体とそれぞれ接触する複数個の端子を有する第１のコネクタと、
   前記フラットケーブルの他端が挿入され、前記複数本の導体とそれぞれ接触する複数個の端子を有する第２のコネクタと、
   前記第１のコネクタの第１の端子に信号を供給する出力ポートと、前記第１のコネクタの第２の端子からの信号を入力する入力ポートを有する制御回路と、
   前記第２のコネクタの第３の端子と第４の端子とを接続したループ回路と、
   を有し、前記第３と端子と前記第４の端子は前記第２のコネクタの両端の端子間の中心に対して非対称の位置にあり、
   前記制御回路は、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間を前記フラットケーブルで接続した場合に、前記出力ポートから出力される出力信号と、前記第１の端子、前記第３の端子、前記ループ回路、前記第４の端子及び前記第２の端子を介して前記入力ポートに入力される入力信号とを比較し、比較結果に基づいて接続された前記フラットケーブルが正しいフラットケーブルでないことを判定することを特徴とするケーブル接続検知装置。
2. 前記制御回路は、前記出力信号の信号レベルと前記入力信号の信号レベルとが一致しない場合、接続された前記フラットケーブルが正しいフラットケーブルでないと判定することを特徴とする請求項１記載のケーブル接続検知装置。
3. 前記第２のコネクタは前記第１のコネクタが配置されている基板とは異なる基板に設けられることを特徴とする請求項１記載のケーブル接続検知装置。
4. 前記制御回路は接続された前記フラットケーブルが正しいフラットケーブルであると判定した場合、前記第１のコネクタの電源端子への電源供給を行い、正しいフラットケーブルでないと判定した場合、前記第１のコネクタの電源端子への電源供給を禁止することを特徴とする請求項１記載のケーブル接続検知装置。

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