JP2018037625A - Signal transmission device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号伝送装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a signal transmission device and an image forming apparatus.
近年、端子の狭ピッチ化に対応したプリント基板が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
In recent years, a printed circuit board corresponding to a narrow pitch of terminals has been proposed (see, for example,
特許文献1に記載されたプリント基板は、狭小ピッチで平行に配列された短冊状のパッドと、パッドに接続するランドとを有し、ランドをパッドの先端に交互に接続したものである。
The printed circuit board described in
特許文献2に記載されたプリント基板は、導電パターンに半田付け部により取り付けられ、電流容量に応じた厚さの銅板とを備える。
The printed circuit board described in
本発明の目的は、本構成を有していない場合と比較して端子の狭ピッチ化に対応可能な信号伝送装置及び画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a signal transmission device and an image forming apparatus that can cope with a narrower pitch of terminals compared to the case where this configuration is not provided.
[1]基板の1つの層に直線状に配列された複数の端子部を有し、
前記複数の端子部のうちの一部の端子部は、
第1の幅を有し、コネクタ端子がハンダ接合される第1の領域と、
前記第1の幅よりも大きい第2の幅を有し、前記第1の領域を挟んで前記第1の領域に接続された一対の第2の領域とを備え、
前記一対の第2の領域は、前記1つの層とは異なる他の層に形成された線路にスルーホールによって接続された信号伝送装置。
[2]前記一対の第2の領域は、中間領域を介して前記第1の領域に接続された、前記[1]に記載の信号伝送装置。
[3]前記一部の端子部の前記第1の領域及び前記第2の領域が露出するように形成されたソルダーレジスト層をさらに備えた、前記[1]に記載の信号伝送装置。
[4]前記一部の端子部の少なくとも前記第1の領域及び前記中間領域が露出するように形成されたソルダーレジスト層をさらに備えた、前記[2]に記載の信号伝送装置。
[5]前記一部の端子部は、電力に差動信号を重畳させて伝送する一対の差動端子部であり、前記一対の差動端子部は、前記スルーホールによって一対の前記線路に接続された、前記[1]に記載の信号伝送装置。
[6]複数の色毎に設けられた複数の露光装置と、
画像データ又は制御データを含む外部から入力された入力データから、前記露光装置を制御する露光用信号を生成するコントロール基板と、
前記露光用信号から前記露光装置を駆動する駆動信号を生成する複数の駆動基板と、を備え、
前記コントロール基板又は前記駆動基板は、前記[1]から[5]のいずれかに記載の信号伝送装置を備えた画像形成装置。
[1] having a plurality of terminal portions arranged linearly on one layer of the substrate;
Some terminal portions of the plurality of terminal portions are:
A first region having a first width and where the connector terminals are soldered;
A pair of second regions having a second width greater than the first width and connected to the first region across the first region;
The pair of second regions is a signal transmission device connected by a through hole to a line formed in another layer different from the one layer.
[2] The signal transmission device according to [1], wherein the pair of second regions are connected to the first region via an intermediate region.
[3] The signal transmission device according to [1], further including a solder resist layer formed so that the first region and the second region of the part of the terminal portions are exposed.
[4] The signal transmission device according to [2], further including a solder resist layer formed so that at least the first region and the intermediate region of the part of the terminal portions are exposed.
[5] The some terminal portions are a pair of differential terminal portions that transmit a differential signal superimposed on electric power, and the pair of differential terminal portions are connected to the pair of lines by the through holes. The signal transmission device according to [1].
[6] A plurality of exposure apparatuses provided for each of a plurality of colors;
A control board for generating an exposure signal for controlling the exposure apparatus from externally input data including image data or control data;
A plurality of drive substrates for generating a drive signal for driving the exposure apparatus from the exposure signal,
The control substrate or the drive substrate is an image forming apparatus provided with the signal transmission device according to any one of [1] to [5].
請求項1、2、6に係る発明によれば、本構成を有していない場合と比較して端子の狭ピッチ化に対応可能になる。
請求項3、4に係る発明によれば、一部の端子部を他の端子部と同じ厚さで形成したとき、電流容量の不足分をコネクタ端子を第1の領域に接合するハンダで補うことができる。
請求項5に係る発明によれば、単線で信号を伝送する場合と比較してノイズの少ない信号を伝送することができる。
According to the first, second, and sixth aspects of the invention, it is possible to cope with the narrowing of the terminal pitch compared to the case where the present configuration is not provided.
According to the third and fourth aspects of the invention, when a part of the terminal portions is formed with the same thickness as the other terminal portions, the shortage of the current capacity is compensated by the solder that joins the connector terminal to the first region. be able to.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to transmit a signal with less noise than in the case of transmitting a signal with a single wire.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, about the component which has the substantially same function, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略の構成例を示す図である。この画像形成装置1は、原稿から原稿画像を読み取る図示しない画像読取部と、画像読取部によって読み取られた原稿画像を用紙Pに印刷する画像形成部2と、ピックアップロール31によって取り出した用紙Pを画像形成部2に供給するトレイ部3とを備える。用紙Pは記録媒体の一例である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The
画像形成部2は、電子写真方式によって原稿画像を用紙Pに印刷するものであり、循環移動する無端状の中間転写ベルト20と、中間転写ベルト20にイエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(K)の各色のトナー画像を一次転写する第1乃至第4の画像形成ユニット21Y、21M、21C、21Kと、画像データに基づいて変調された光ビームを第1乃至第4の画像形成ユニット21Y、21M、21C、21Kの後述する感光体ドラム210を露光することにより感光体ドラム210上に静電潜像を形成するLEDプリンタヘッド(LPH)22とを備えている。LPH22は、露光装置の一例である。なお、露光装置として、LPHの他に、レーザダイオード(LD)を光源とする走査書き込み装置や、LDを主走査方向に沿って複数個配列したLDアレイなどを用いてもよい。
The
LPH22は、LED(発光ダイオード)が主走査方向に沿って複数個配列されたLEDアレイと、LEDアレイとLED駆動回路が実装されたLED基板220Y、220M、220C、220K(これらを総称するときは「LED基板220」という。)と、LEDアレイから出射される光ビームを感光体ドラム210上に結像させるレンズアレイとを備える。
The LPH 22 includes an LED array in which a plurality of LEDs (light emitting diodes) are arranged in the main scanning direction, and
各画像形成ユニット21Y、21M、21C、21Kは、感光体ドラム210と、感光体ドラム210の表面を一様に帯電する帯電器と、感光体ドラム210の表面にLPH22によって形成された静電潜像を各色のトナーで現像してトナー画像を形成する現像器と、中間転写ベルト20を感光体ドラム210に押し付ける一次転写ローラとを有している。
Each of the
中間転写ベルト20は、複数のローラ23A、23B、23Cに張設され、いずれかのローラ23A、23B、23Cからのトルクによって循環移動する。
The
また、画像形成部2は、中間転写ベルト20を挟んでローラ23Cと対向する位置に配置され、中間転写ベルト20上に形成されたトナー画像をトレイ部3から供給された用紙Pに二次転写する二次転写ローラ24と、用紙Pに転写されたトナー画像を用紙P上に定着する定着ユニット25とを備えている。
The
また、画像形成部2は、画像形成動作を制御する画像形成制御部26を備える。画像形成制御部26は、コントローラ基板260と、複数のLED基板220とを備える。コントローラ基板260及びLED基板220は、それぞれ信号伝送装置又は基板の一例である。
The
(画像形成制御部の構成)
図2は、画像形成制御部26の概略の構成例を示す図である。図3は、LED基板220の要部を示す平面図である。図4(a)は、差動端子部の平面図、図4(b)は、図4(a)のA−A線断面図である。なお、図3では、コネクタ端子の図示を省略している。
(Configuration of image formation control unit)
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration example of the image formation control unit 26. FIG. 3 is a plan view showing a main part of the
図2に示すように、コントローラ基板260とLED基板220とは、複数(本実施の形態では4本)の電力分岐線121a〜121dによって接続されている。画像形成制御部26は、複数の電力分岐線121a〜121dのうち1つの電力分岐線121aを差動伝送路とし、この電力分岐線121aに差動信号を重畳して伝送するように構成されている。図2中、122はグランド線である。コントローラ基板260から複数の電力分岐線121a〜121dを同一のLED基板220に接続することで、使用するコネクタやケーブルの電流許容値を満たすように電力分岐線の1本当たりの電流値を下げて電力供給を行うことができる。図2では、コネクタ19、27を模式的に示す。
As shown in FIG. 2, the
(コントローラ基板の構成)
コントローラ基板260には、図示しない画像読取部により得られた画像データ又は制御データを含む外部から入力された入力データから、LPH22を駆動する露光用信号を生成する信号生成部10と、電源入力端子11から電源(例えば12V)が供給される電力線12とを備える。信号生成部10は、例えば、特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)や再構成可能回路(FPGA:Field Programmable Gate Array)によって構成される。
(Configuration of controller board)
The
信号生成部10は、生成した露光用信号を電力線12及び電力分岐線121aに重畳させ、各LED基板220Y、220M、220C、220Kに送信する。電力線12は、コントローラ基板260の第1層に電源供給部12a、12bを露出させている。露光用信号は、差動信号の一例である。
The
差動伝送路13は、コントローラ基板260の第1層に形成された一対の第1の線路14と、一対の第1の線路14に一対の電力線12が結合するとともに、一対の第1の線路14を分岐させる結合部15と、コントローラ基板260の第4層に形成され、結合部15によって分岐された複数対の第2の線路16とを備える。
The differential transmission path 13 includes a pair of first lines 14 formed on the first layer of the
結合部15は、電力線12が差動伝送路13と結合する部分であり、差動伝送路13の第1の線路14が複数対の第2の線路16に分岐される部分でもある。 The coupling unit 15 is a part where the power line 12 is coupled to the differential transmission path 13, and is also a part where the first line 14 of the differential transmission path 13 is branched into a plurality of pairs of second lines 16.
電源供給部12bは、差動信号が電源供給部12b側に伝送されないようにするため、コイルLを介して第1の線路14に接続されている。第1の線路14には、直流成分をカットするためのコンデンサCが挿入されている。電源入力端子11から第1層に形成された電力線11aを介して電源供給部12aに接続され、電源供給部12aからスルーホールを介して第3層に形成された電源層に接続され、電源層からスルーホールを介して電源供給部12bに接続されている。コントローラ基板260の第2層には、グランド層が形成されている。
The
(LED基板)
LED基板220Y、220M、220C、220Kは、コントローラ基板260からの露光用信号からLED駆動信号を生成し、LED駆動信号でLPH22を駆動する。図2において、28は、電源供給部、29は、LED光量調整パラメータ用のメモリを含むLED駆動回路(ASIC)、30は、LED駆動用のDC−DCコンバータである。LED基板220には、コントローラ基板260から露光用信号が電力分岐線121aを介して差動伝送路42に送信される。
(LED board)
The
LED基板220は、図3に示すように、直線状に配列された複数の端子部40と、グランド層41と、電源供給部28と、差動伝送路42とが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
複数の端子部40は、全部又は一部にコネクタ端子がハンダ接合され、コネクタ端子に図2に示すコネクタ27が接続される。複数の端子部40のうち一部の端子部は、電圧に画像信号を重畳させて伝送するための一対の差動端子部400となっている。差動端子部400のコネクタ端子がハンダ接合される第1の領域401が最も幅が狭くなっている。第1の領域401の幅は、例えば0.1mm以下、0.05mm以下又は0.03mm以下である。また、第1の領域401の厚さは、例えば0.07mm以下、0.035mm以下又は0.018mm以下である。
Connector terminals are soldered to all or a part of the plurality of
一対の差動端子部400は、コントローラ基板260に接続された電力分岐線121aがコネクタ27を介して接続される。一対の差動端子部400は、図4(b)に示す第4層100dに形成された一対の差動線路42aにスルーホール404を介して接続されている。第4層100dに形成された一対の差動線路42aは、第1層100aに形成された一対の差動線路42bにスルーホール43を介して接続されている。第1層100aに形成された一対の差動線路42bは、コンデンサCを介して一対の差動線路42cに接続されている。第1層100aには、グランド層41が形成されている。第1層100aは、1つの層の一例である。
The pair of
LED基板220の第1層100aに形成された電源供給部28は、差動信号が電源供給部28側に伝送されないようにするため、コイルLを介して差動線路42bに接続されている。差動線路42b、42c間に挿入されたコンデンサCは、直流成分をカットするためのものである。
The
一対の差動端子部400は、図4(a)に示すように、第1の幅W1を有し、コネクタ端子50がハンダ接合される第1の領域401と、第1の幅W1よりも大きい第2の幅W2を有し、第1の領域401を挟んで長手方向に中間領域402を介して第1の領域401に接続された一対の第2の領域403とを備える。そして、一対の第2の領域403は、第4層100dに形成された一対の差動線路42bにスルーホール404によって接続されている。第4層100dは、1つの層とは異なる他の層の一例である。
A pair of
差動端子部400の具体例として、厚さを銅箔厚0.035mm、第1の幅W1を0.3mm、第2の幅W2を0.65mmとする。第2の領域403を一方のみ設けた場合の電流許容値は0.3Aとなり、5%の電流変動を考慮すると、流れる電流の最大値は0.315Aとなるため、0.015A不足する。本実施の形態によれば、第2の領域403を一対設けることにより、0.3A×2個分の電流容量を確保することができ、0.6Aまで対応することができる。
Specific examples of
コネクタ端子50は、ベース部51及び起立部52からなるL字状を有し、ベース部51がハンダにより差動端子部400の第1の領域401に接合される。ベース部51の差動端子部400の第1の領域401に接触する底面は、例えば幅0.2mm、長さ0.5mmの大きさを有する。
The
LED基板220は、例えば導電層が4層のプリント基板を用いたが、導電層が6層や8層等のプリント基板を用いてもよい。LED駆動基板261は、図4(b)に示すように、第1乃至第4層100a〜100dを有し、第1乃至第4層100a〜100dの層間は、それぞれ絶縁層101a〜101cが設けられている。絶縁層101a〜101cは、例えばガラスエポキシ樹脂等の絶縁性材料から形成される。
For example, a printed circuit board with four conductive layers is used as the
第2層100bは、第2層100bのほぼ全面に形成されたグランド層17である。グランド層17は、導電層の一例である。第2層100bのグランド層17には、スルーホール404を通過させるための開口17aが形成されている。
The
第3層100cは、グランド層及び電源層が形成されたグランド・電源層18である。グランド・電源層18は、必要な箇所に電源層が形成され、電源層の周囲にグランド層が形成されている。グランド・電源層18は、スルーホール404を通過させるための開口18aが形成されている。図3に示す電源供給部28は、グランド・電源層18の電源層にスルーホールを介して接続されている。
The
(変形例1)
図5は、変形例1に係る差動端子部の平面図である。図6(a)は、図5のB方向から見た図、図6(b)は、図5のC方向から見た図である。
(Modification 1)
FIG. 5 is a plan view of the differential terminal portion according to the first modification. 6A is a diagram viewed from the B direction in FIG. 5, and FIG. 6B is a diagram viewed from the C direction in FIG. 5.
変形例1の差動端子部400は、第1の領域401、中間領域402及び第3の領域403のそれぞれ一部が露出するようにソルダーレジスト層(図5中、斜線を施した部分)405が形成されている。なお、ソルダーレジスト層405は、少なくとも第1の領域401及び中間領域402が露出するように形成してもよい。
In the differential
コネクタ端子50のベース部51をハンダ44で差動端子部400の第1の領域401に接合したとき、少なくとも第1の領域401及び中間領域402は、ソルダーレジスト層405が剥離されて露出しているため、ハンダ44が有する濡れ性により、中間領域402のソルダーレジスト層405が全く剥離されていない場合と比較して、図6(a)、(b)に示すようにハンダ44を厚くすることができる。
When the
差動端子部400の具体例として、厚さを銅箔厚0.018mm、第1の幅W1を0.3mm、第2の幅W2を0.65mmとする。第2の領域403を一方のみ設けた場合の電流許容値は0.15Aであるが、第2の領域403を一対設けることにより、0.15A×2個分の電流容量を確保することができる。しかし、5%の電流変動を考慮すると、流れる電流の最大値は0.315Aとなるため、0.015A不足する。本実施の形態によれば、ハンダ44は濡れ性によりコネクタ端子50のベース部51の厚さ(例えば、0.1mm)の2/3程度(JISC 0099)まで濡れ上がり、最も薄い部分の厚さtは0.03mmとなる。ハンダ44の組成によっても特性は変わるが、一般的なハンダの導電率は銅の1/10程度であり、ハンダ厚0.03mmに対応する電流容量0.024Aが加算でき、全体の電流容量を0.324Aまで増大することができる。すなわち、差動端子部400の厚さを第1の実施の形態よりも薄くしてもハンダ44によって電流容量の不足分を補うことができる。
Specific examples of
(変形例2)
本実施の形態の差動端子部400では、第1の領域401を挟んで長手方向に中間領域402を介して一対の第2の領域403を第1の領域401に接続したが、中間領域402を省いて第1の領域401を挟んで一対の第2の領域403を第1の領域401に接続してもよい。
(Modification 2)
In the differential
(変形例3)
変形例2において、第1の領域401及び一対の第2の領域404が露出するようにソルダーレジスト層405を剥離してもよい。
(Modification 3)
In the second modification, the solder resist
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。例えば、本発明の信号伝送装置の適用例として、LED基板220について説明したが、コントローラ基板260にも同様に適用することができる。
The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and implementations are possible without departing from the scope of the present invention. For example, although the
1…画像形成装置、2…画像形成部、3…トレイ部、10…信号生成部、
11…電源入力端子、11a、12…電力線、12、12a、12b…電源供給部、
13…差動伝送路、14…第1の線路、15…結合部、16…第2の線路、
17…グランド層、17a…開口、18…グランド・電源層、18a…開口、
19…コネクタ、20…中間転写ベルト、
21Y、21M、21C、21K…画像形成ユニット、
22…LPH、23A、23B、23C…ローラ、24…二次転写ローラ、
25…定着ユニット、26…画像形成制御部、27…コネクタ、28…電源供給部、
29…LED駆動回路、30…DC−DCコンバータ、
31…ピックアップロール、
40…端子部、41…グランド層、42…差動伝送路、42a〜42c…差動線路、
43…スルーホール、44…ハンダ、
50…コネクタ端子、51…ベース部、52…起立部、
100a…第1層、100b…第2層、100c…第3層、100d…第4層、
101a〜101c…絶縁層、
120…スルーホール、121a〜121d…電力分岐線、122…グランド線、
210…感光体ドラム、260…コントローラ基板、
220、220Y、220M、220C、220K…LED基板、
400…差動端子部、401…第1の領域、402…中間領域、
403…第2の領域、404…スルーホール、405…ソルダーレジスト層、
P…用紙
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
13 ... differential transmission line, 14 ... first line, 15 ... coupling part, 16 ... second line,
17 ... Ground layer, 17a ... Opening, 18 ... Ground / power supply layer, 18a ... Opening,
19 ... Connector, 20 ... Intermediate transfer belt,
21Y, 21M, 21C, 21K ... Image forming unit,
22 ... LPH, 23A, 23B, 23C ... roller, 24 ... secondary transfer roller,
25... Fixing unit, 26... Image forming control unit, 27... Connector, 28.
29 ... LED drive circuit, 30 ... DC-DC converter,
31 ... Pickup roll,
40 ... terminal portion, 41 ... ground layer, 42 ... differential transmission line, 42a to 42c ... differential line,
43 ... through hole, 44 ... solder,
50 ... Connector terminal, 51 ... Base part, 52 ... Standing part,
100a ... 1st layer, 100b ... 2nd layer, 100c ... 3rd layer, 100d ... 4th layer,
101a to 101c ... insulating layer,
120 ... Through hole, 121a to 121d ... Power branch line, 122 ... Ground line,
210 ... photosensitive drum, 260 ... controller board,
220, 220Y, 220M, 220C, 220K ... LED substrate,
400 ... differential terminal portion, 401 ... first region, 402 ... intermediate region,
403 ... second region, 404 ... through hole, 405 ... solder resist layer,
P ... paper
Claims (6)
前記複数の端子部のうちの一部の端子部は、
第1の幅を有し、コネクタ端子がハンダ接合される第1の領域と、
前記第1の幅よりも大きい第2の幅を有し、前記第1の領域を挟んで前記第1の領域に接続された一対の第2の領域とを備え、
前記一対の第2の領域は、前記1つの層とは異なる他の層に形成された線路にスルーホールによって接続された信号伝送装置。 A plurality of terminal portions arranged linearly on one layer of the substrate;
Some terminal portions of the plurality of terminal portions are:
A first region having a first width and where the connector terminals are soldered;
A pair of second regions having a second width greater than the first width and connected to the first region across the first region;
The pair of second regions is a signal transmission device connected by a through hole to a line formed in another layer different from the one layer.
請求項1に記載の信号伝送装置。 The pair of second regions are connected to the first region via an intermediate region,
The signal transmission device according to claim 1.
請求項1に記載の信号伝送装置。 A solder resist layer formed so as to expose the first region and the second region of the partial terminal portion;
The signal transmission device according to claim 1.
請求項2に記載の信号伝送装置。 A solder resist layer formed such that at least the first region and the intermediate region of the terminal portion are exposed;
The signal transmission device according to claim 2.
前記一対の差動端子部は、前記スルーホールによって一対の前記線路に接続された、
請求項1に記載の信号伝送装置。 The some terminal portions are a pair of differential terminal portions that transmit a differential signal superimposed on power,
The pair of differential terminal portions are connected to the pair of lines by the through holes,
The signal transmission device according to claim 1.
画像データ又は制御データを含む外部から入力された入力データから、前記露光装置を制御する露光用信号を生成するコントロール基板と、
前記露光用信号から前記露光装置を駆動する駆動信号を生成する複数の駆動基板と、を備え、
前記コントロール基板又は前記駆動基板は、請求項1から5のいずれか1項に記載の信号伝送装置を備えた画像形成装置。
A plurality of exposure apparatuses provided for each of a plurality of colors;
A control board for generating an exposure signal for controlling the exposure apparatus from externally input data including image data or control data;
A plurality of drive substrates for generating a drive signal for driving the exposure apparatus from the exposure signal,
The image forming apparatus including the signal transmission device according to claim 1, wherein the control substrate or the driving substrate is provided.
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