JP4331356B2 - 電気回路装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置などの電気機器において回路基板を装備する電気回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばファクシミリ装置などの画像形成装置では、装置本体の内部にその機能に応じた動作を行なう電気回路を構成する各種の回路基板が搭載されている。例えば、画像形成装置全体の基本的な動作を制御する電気回路を構成する主回路基板、電話回線用回路基板であり、またオプションメモリ用回路基板、オプションネットワーク用回路基板などのメンテナンス用およびユーザにより増設が予想されるものである。
【０００３】
従来、このように画像形成装置においてこれに設置した回路基板を装置本体内部に設けられる電気回路や画像形成装置本体外部に設けられる電気回路と接続する方式の一つとして、他の電気回路に夫々個別に接続する複数のケーブルコネクタを回路基板に直接接続する方式が採用されている。しかし、この方式では保守点検を行なう場合や回路基板の増設を行なう場合に、複数のケーブルコネクタを回路基板から離脱させ、また接続する必要があるために作業が大変面倒である。
【０００４】
また、この構成に対して回路基板の接続の作業性を高めるために、装置本体の開口部と複数の機器ユニットとに互い係合する係合機構を設け。個の係合機構により機器ユニットを本体に着脱可能に接続する方式がある（特開平６-３３７７０６号）。この方式は装置本体に複数の電気回路に接続する受け側コネクタを設け、回路基板に設けたコネクタを受け側コネクタに着脱可能に接続するものである。この方式は、１回の接続作業または離脱作業により回路基板を複数の別な電気回路に対して接続または離脱することができて作業性が向上している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように回路基板を他の電気回路と接続する方式では、基本的に作業者の目視により回路基板のコネクタを受け側コネクタに対して位置合せして接続するものである。このため、作業者が手で回路基板を手で持ってそれに取付けた小さいコネクタを画像形成装置本体内に設けた小さい受け側コネクタに正確に位置合せして接続することは、大変難しい作業であり、高いレベルの技術を要しており、若し位置合せが正確でない場合には、両方のコネクタに設けたピンが衝突して破損することがある。
【０００６】
本発明は、回路基板を装置本体に設けた受け側コネクタに容易且つ正確に位置合せして接続できる電気回路装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の電気回路装置は、回路基板構造体装填部を備えた装置本体と、この装置本体の回路基板構造体装填部に設けられ他の電気回路に接続されるとともに受け側コネクタを取付けた中継回路基板と、基板フレームおよびこの基板フレームに取付けられた回路基板および前記基板フレームに取付けられ前記回路基板に接続されたコネクタを備え且つ前記装置本体の回路基板構造体装填部の内部に挿入抜出し可能に装填されるとともにこの装填時に前記コネクタが前記受け側コネクタに接続される回路基板構造体と、基板取付けフレームに設けられた取付け孔およびこれに対応する前記中継回路基板に設けられた取付け孔に挿通されて前記基板取付フレームおよび前記中継回路基板を組合わせた厚さよりも大きな長さを有した弾性部材で形成された取付けブッシュとこの取付けブッシュの中心に挿通されて前記基板取付けフレームおよび前記中継回路基板を組合わせた厚さより大きな長さを有し中継回路基板側端部に前記取付け孔よりも大径をなす頭部が形成され前記取付けブッシュの内径よりも大径をなすフレーム側端部が前記基板取付けフレーム側に突出した取付けピンとを備え前記中継回路基板を前記装置本体にその面方向に変位可能に取付ける取付け部材とを具備することを特徴とする。
【０００８】
この発明の構成によれば、中継回路基板が面方向に変位可能に設けられているので、回路基板構造体のコネクタを回路基板構造体装填部に設けた受け側コネクタに接続する際に、無理なく回路基板を装置本体に設けたコネクタに容易且つ正確に位置合せして接続することができる。
請求項２の発明は、請求項１に記載の電気回路装置において、前記回路基板構造体を前記装置本体の回路基板構造体装填部に挿入して装填する際に前記回路基板構造体のコネクタと前記回路基板構造体装填部の受け側コネクタとの位置合せを行なう案内手段を具備することを特徴とする。
【０００９】
この発明の構成によれば、回路基板構造体を装置本体の回路基板構造体装填部に挿入して装填する際に、案内手段により回路基板構造体のコネクタと回路基板構造体装填部に設けた受け側コネクタとの位置合せを行なうので、回路基板を装置本体に設けたコネクタに一層容易且つ正確に接続できる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１に記載の電気回路装置において、前記回路基板構造体は、前記基板フレームに主回路基板が取付けられ、この主回路基板に他の回路基板が取付けられた回路基板ユニットであることを特徴とする。
【００１１】
この発明の構成によれば、従来装置本体に分散して設置されていた複数の回路基板をまとめて装置本体に設けた受け側コネクタに接続することができ、各回路基板を個別にコネクタに接続する場合に比較して、回路基板を接続する構成を簡素化し作業性を向上することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
この実施の形態は、例えばマルチファンクションプリンタなどの画像形成装置に搭載される電気回路装置を対象とするものである。図１はこの実施の形態における画像形成装置および回路基板構造体を示す斜視図，図２は同実施の形態における電気回路装置を示す分解斜視図、図３は同実施の形態の電気回路装置において中継回路基板を装置本体に取付ける部分を示す断面図である。
【００１４】
図中１は画像形成装置の装置本体で、この画像形成装置本体１には原稿に記載された画像を読取る原稿読取り機構部、記録紙に画像を記録する画像記録機構部などが装備されている。
【００１５】
１１は電気回路装置における装置本体、１２は電気回路装置に設ける回路基板構造体である。この電気回路装置における装置本体１１は、画像形成装置本体１の一部として画像形成装置本体１の構造物と一体をなす構造物として構成されている。すなわち、装置本体１１は画像形成装置本体１を形作る構造物、例えば金属板材によって構成されており、この装置本体１１の内部には回路基板構造体装填部１３が形成されている。この回路基板構造体装填部（以下装填部と称する。）１３は回路基板構造体１２を挿脱可能に挿入装填するもので、装置本体１１の前面部（画像形成装置本体１の前面部）で開放され、この開放部から装置本体１１の後部に向けて水平方向に延びる空間部として形成されている。この装填部１３は前面開放端部から後端部まで断面が四角形をなすもので、その高さおよび奥行き長さは回路基板構造体１２の高さと長さに対応している。装填部１３の内部における底面部および上面部には夫々幅方向中央に位置して奥行き長さ方向に沿ってガイドレール１４が設けられている。
【００１６】
また、装填部１３の後端部には金属板からなる四角形の枠形状をなす基板取付けフレーム１５が垂直に立てて配置されて装置本体１１にねじ止めなどの手段により取付けられており、この基板取付けフレーム１５の後側面（装填部１３の前面開放部徒は反対側の面）には四角形をなす中継回路基板１６が重ねて垂直に立てて配置されて基板取付けフレーム１５に取付けられている。中継回路基板１６は回路基板構造体１２に設けられる各回路基板と、画像形成装置本体１の内部に設けられる原稿読取り機構部や画像記録機構などの各機構に設けられる電気回路とを接続するために必要な回路が後側面（フレーム１５とは反対側の面）に形成され、この後側面には前記各機構と接続するケーブル（図示せず）が接続されている。このケーブルは中継回路基板１６に形成された前記回路に接続されている。中継回路基板１６の前側の面（フレーム１５側の面）には幅方向中央部に位置して受け側コネクタ１７が設けられている。この受け側コネクタ１７は上下方向に細長いもので、合成樹脂で形成された枠の内部に多数の金属からなる接続子が上下方向に並べて設けてあり、各接続子は回路基板構造体１２を回路基板構造体装填部１３に挿入、抜出する方向に沿って水平に位置している。この受け側コネクタ１７の各接続子は中継回路基板１６に形成した前記回路に接続されている。
【００１７】
中継回路基板１６を基板取付けフレーム１５に取付ける構成について説明する。基板取付けフレーム１５の四隅部には夫々取付け孔１８が形成され、中継回路基板１６の四隅部にも夫々基板取付けフレーム１５の取付け孔１８に対応して取付け孔１９が形成されている。これら基板取付けフレーム１５の各取付け孔１８と中継回路基板１６の各取付け孔１９の互いに対向するものの内部には、夫々取付けブッシュ２０が挿入されており、且つこれら各取付けブッシュ２０には夫々取付けピン２１が挿通されている。取付けブッシュ２０は中継回路基板１６を面方向に沿って変位することが可能に支持する取付け部材の一形態で、合成樹脂により形成されて中継回路基板を支持するのに必要な弾性を有している。図３に示すように取付けブッシュ２０は基板取付けフレーム１５および中継回路基板１６を組合せた厚さより大きな長さを有し、且つ中継回路基板側端部に取付け孔１９より大径をなす鍔部２０ａが形成され、この鍔部２０ａは中継回路基板１６の後面に外側から当接している。取付けピン２１は、基板取付けフレーム１５および中継回路基板１６を組合せた厚さより大きな長さを有し、中継回路基板側端部に取付け孔１９より大径をなす頭部２１ａが形成され、この頭部２１ａは取付けブッシュ２０の鍔部２０ａの外側から当接して押圧している。この取付けピン２１のフレーム側端部は取付けブッシュ２０の内径より大径をなす算盤の玉のような形状に形成されている。取付けピン２１のフレーム側端部は基板取付けフレーム１５の前面側に突出して、同じく基板取付けフレーム１５の前面側に突出している取付けブッシュ２０のフレーム側端部を外周側に向けて押し広げて弾性変形させて基板取付けフレーム１５の前面に当接させている。
【００１８】
これにより取付けピン２１が取付けブッシュ２０を基板取付けフレーム１５および中継回路基板１６に固定し、取付けブッシュ２０が中継回路基板１６を基板取付けフレーム１５に面方向変位可能に支持する。すなわち、中継回路基板１６に対して面方向に沿って上下左右いずれかの向きに向けて外力が加わると、この力は中継回路基板１６を介してその四隅部を支持している各取付けブッシュ２０に加わる。各取付けブッシュ２０は弾性を有するために、中継回路基板１６に加わる力を受けてその力の向きに応じて圧縮、伸長して弾性変形する。これにより中継回路基板１６は外力の向に応じて面方向に沿って変位する。
【００１９】
この取付け作業は、まず取付けブッシュ２０を中継回路基板側から取付け孔１９，１８に挿通し、次いで取付けピン２１を同じく中継回路基板側から取付けブッシュ２０の内部に挿通することにより行なう。
【００２０】
なお、中継回路基板１６に形成した取付け孔１９の直径は取付けブッシュ２０が密接して挿通できる大きさである。基板取付けフレーム１５に形成した取付け孔１８は中継回路基板１６に形成した取付け孔１９に比較して直径が大きく、相通した取付けブッシュ２０との間に隙間が存在している。
【００２１】
また、基板取付けフレーム１５における上辺部および下辺部には幅方向中央部に位置して夫々案内ピン２２が突設してある。この案内ピン２２は、装填部１３に対する回路基板構造体１２の挿入、抜出し方向に沿って水平に位置し、装置本体１１における装填部１３の前面開放部に向けて突出するものである。この案内ピン２２は回路基板構造体１２を中継回路基板１６と接続する際に回路基板構造体１２の位置合せを行なうものである。
【００２２】
回路基板構造体１２について説明する。この回路基板構造体１２は主回路基板に複数の機能別の回路基板を組合せた回路基板ユニットを構成している。図中３１は金属からなるフレームで、これは装置本体１１の装填部１３に対して挿脱する向きに長い四角形をなすもので垂直に立てて配置されている。この基板フレーム３１の前端部には蓋板３２が取付けられ、この蓋板３２は回路基板構造体１２を装置本体１１の装填部１３に装填した際に装填部１３の前面開放部を閉じるものである。なお、蓋板３２には取手３３などが取付けられている。基板フレーム３１には主回路基板３４が取付けられており、この主回路基板３４は画像形成装置の主たる制御を行なう回路が形成してある。３５は電話回線用回路基板で、この回路基板３５に取付けたコネクタ３６は主回路基板３４に取付けたコネクタ３７に接続されている。３８はオプションメモリ用回路基板で、この回路基板３８に取付けたコネクタ３９は主回路基板３４に取付けたコネクタ４０に接続されている。４１はオプションモデム用回路基板で、この回路基板４１に取付けたコネクタ４２は主回路基板３４に取付けたコネクタ４３に接続されている。４４はオプションネットワーク用回路基板で、この回路基板４４に取付けたコネクタ４５は主回路基板３４に取付けたコネクタ４６に接続されている。なお、基板フレーム３１の上辺部３１ｂおよび下辺部３１ｃは装置本体１１の装填部１３に設けたガイドレール１４に係合するようになっている。なお、４７はプリンタ接続用回路基板。４８はスピーカである。このように回路基板構造体１２は従来装置本体１１に分散して設置されていた複数の回路基板をまとめて回路基板ユニットとして構成している。
【００２３】
基板フレーム３１における後端辺部３１ａの縁部には、装置本体１１の装填部１３の内部に設けた受け側コネクタ１７に接続するコネクタ５１がコネクタ１７に対向して設けられている。このコネクタ５１は上下方向に細長いもので、合成樹脂で形成された枠の内部にコネクタ１７の接続子と着脱可能に接続する多数の接触子が上下方向に並べて設けてある。このコネクタ５１の各接触子は主回路基板３４に形成した回路に接続されている。基板フレーム３１における後端の縁部には、その上端および下端に装置本体１１の装填部１３の基板取付けフレーム１５に設けた各案内ピン２２が挿通される案内孔５２が案内ピン２２に対向して形成されている。ここで、基板取付けフレーム１５の上下一対の案内ピン２２と基板フレーム３１の上下一対の案内孔５２とは次に述べる条件を得るように位置関係が設定されている。すなわち、案内ピン２２と案内孔５２との組合せで案内手段の一形態が構成され、この案内手段により基板フレーム３１を回路基板構造体１２のコネクタ５１が中継回路基板１６の受け側コネクタ１７と対向する位置に位置合せできるように設定されている。
【００２４】
このように構成された電気回路装置について説明する。図１は回路基板構造体１２を装置本体１１の装填部１３から抜出した状態を示している。この状態から回路基板構造体１２を装置本体１１の装填部１３に挿入して装填する場合には、基板フレーム３１の後端辺部３１ａを装填部１３の前面開放部に位置させ、基板フレーム３１の上辺部３１ｂと下辺部３１ｃを装填部１３の上部および下部に設けたガイドレール１４に係合させる。蓋板３２に設けた取手３３を持って基板フレーム３１を装填部１３の後端部〈奥部）に向けて押込み移動させると、基板フレーム３１の上辺部３１ｂと下辺部３１ｃがガイドレール１４に摺接して基板フレーム３１を含む回路基板構造体１２全体が装填部１３の後端部に設けた中継回路基板１６に向けて移動する。そして、基板フレーム３１の後端辺部３１ａが中継回路基板１６に接近すると、まず基板取付けフレーム１５に設けた上下一対の案内ピン２２の先端が基板フレーム３１の後端部に形成した上下一対の案内孔５２に挿入する。以降、基板フレーム３１は基板取付けフレーム１５の上下一対の案内ピン２２と基板フレーム３１の上下一対の案内孔５２との組合せにより位置を規定されて移動する。これにより回路基板構造体１２の基板フレーム３１は、これに設けたコネクタ５１が中継回路基板１６に設けたコネクタ１７と対向する位置に位置合せされる。そして、最後に基板フレーム３１の後端辺部３１ａに設けたコネクタ５１が装置本体１１に設けた受け側コネクタ１７に組み合わさり、コネクタ５１の接続子とコネクタ１７の接続子とが接続する。この場合、基板取付けフレーム１５の上下一対の案内ピン２２と基板フレーム３１の上下一対の案内孔５２との組合せにより、回路基板構造体１２のコネクタ５１が中継回路基板１６の受け側コネクタ１７と対向するように位置合せされるために、コネクタ５１の接続子とコネクタ１７の接続子とが位置がずれることなく接続される。すなわち、回路基板構造体１２に設けた各回路基板が単一の中継回路基板１６を介して装置本体１１の内部に設けた各機構と電気的に接続される。
【００２５】
この回路基板構造体１２を装置本体１１の装填部１３に挿入して中継回路基板１６と接続する作業は、操作者が回路基板構造体１２を見ながら挿入移動させて最後は回路基板構造体１２の移動に任せた状態で接続を行なうために、回路基板構造体１２のコネクタ５１を中継回路基板１６の受け側コネクタ１７と対向させて正確な位置で接続することが難しいが、前述したように基板取付けフレーム１５の案内ピン２２と基板フレーム３１の案内孔５２とが組合さって回路基板構造体１２すなわちコネクタ５１を受け側コネクタ１７に対して位置合せすることにより、コネクタ５１をコネクタ１７へ容易に正確な位置で接続することができ一層接続における作業性が向上する。
【００２６】
なお、装置本体１１の装填部１３に設けたガイドレール１４は回路基板構造体１２の基板フレーム３１を中継回路基板１６対して大まかな位置で保持して移動させるものである。
【００２７】
ところで、各コネクタ１７、５１に設ける接続子は小さく且つ相互の間隔も狭い。このため、基板取付けフレーム１５の案内ピン２２と基板フレーム３１の案内孔５２の製造寸法誤差および組立て寸歩誤差などの各部の寸法誤差が累積すると、基板取付けフレーム１５の案内ピン２２と基板フレーム３１の案内孔５２との組合せても、回路基板構造体１２に設けたコネクタ５１の接続子が中継回路基板１６に設けた受け側コネクタ１７の接続子と対向位置からややずれた位置で接触することがある。ここで、前述したように中継回路基板１６は取付けブッシュ２０と取付けピン２１とによりその面方向へ変位可能にして基板取付けフレーム１５に支持されている。このため、中継回路基板１６に設けた受け側コネクタ１７は回路基板構造体１２に設けたコネクタ５１の接続子に押されると、この力を受けた中継回路基板１６は面方向へ変位する。これにより中継回路基板１６に設けた受け側コネクタ１７の接続子は回路基板構造体１２に設けたコネクタ５１の接続子に対向する位置へ変位してコネクタ５１の接続する。このように中継回路基板１６を面方向へ変位可能に支持することは、回路基板構造体１２のコネクタ５１を中継回路基板１６の受け側コネクタ１７に接続する際に、案内手段である基板取付けフレーム１５の案内ピン２２と基板フレーム３１の案内孔５２による位置合せ動作を補って一層無理なく回路基板構造体１２を中継回路基板１６に設けたコネクタ１７に容易且つ正確に位置合せして接続できる。
【００２８】
さらに、基板取付けフレーム１５に形成した孔１８は中継回路基板１６に形成した取付け孔１９に比較して直径が大きく、相通した取付けブッシュ２０との間に隙間が存在している。このため、この隙間分だけ中継回路基板１６がさらに面方向へ変位する範囲が拡大して、中継回路基板１６を面方向へ変位可能に支持することと相俟って回路基板構造体１２のコネクタ５１を中継回路基板１６の受け側コネクタ１７との位置ずれを効果的に吸収して容易且つ正確に位置合せして接続できる。なお、取付けブッシュ２０と取付け孔との間に隙間を持たせることは、基板取付けフレーム１５に形成した取付け孔１８に限定されず、中継回路基板１６に形成した取付け孔１９を大径にして取付けブッシュ２０との間に隙間をもたせても良く、また両方の取付け孔１８，１９と取付けブッシュ２０との間に隙間をもたせても良い。
【００２９】
さらに、従来は装置本体１１に分散して設置されていた複数の回路基板をまとめて回路基板ユニットとして回路基板構造体１２を構成しているので、複数の回路基板をまとめて装置本体１１に設けた中継回路基板１６の受け側コネクタ１７に接続することができ、各回路基板を個別にコネクタに接続する場合に比較して、回路基板を接続する構成を簡素化し作業性を向上することができる。
【００３０】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の発明の電気回路装置によれば、中継回路基板が面方向に変位可能に設けられているので、回路基板構造体のコネクタを回路基板構造体装填部に設けた受け側コネクタに接続する際に、案内手段による位置合せ動作を補って一層無理なく回路基板を装置本体に設けたコネクタに容易且つ正確に位置合せして接続することができる。
【００３２】
請求項２の発明によれば、回路基板構造体を装置本体の回路基板構造体装填部に挿入して装填する際に、案内手段を用いて、回路基板構造体のコネクタと回路基板構造体装填部に設けた受け側コネクタとの位置合せを行なうので、回路基板を装置本体に設けたコネクタに一層容易且つ正確に接続することができる。
【００３３】
請求項３の発明によれば、従来装置本体に分散して設置されていた複数の回路基板をまとめて装置本体に設けた受け側コネクタに接続することができ、各回路基板を個別にコネクタに接続する場合に比較して、回路基板を接続する構成を簡素化し作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における電気回路装置の外観を示す斜視図。
【図２】同実施の形態における電気回路装置を拡大して示す分解斜視図。
【図３】同実施の形態の電気回路装置に設ける中継回路基板を示す断面図。
【符号の説明】
１１…装置本体、
１２…回路基板構造体、
１３…回路基板構造体装填部、
１４…ガイドレール、
１５…基板取付けフレーム、
１６…中継回路基板、
１７…受け側コネクタ
１８…取付け孔、
１９…取付け孔、
２０…取付けブッシュ、
２１…取付けピン、
２２…案内ピン、
３１…フレーム、
３２…蓋、
３４…主回路基板、
５１…コネクタ、
５２…案内孔。

Claims (3)

1. 回路基板構造体装填部を備えた装置本体と、
   この装置本体の回路基板構造体装填部に設けられ他の電気回路に接続されるとともに受け側コネクタを取付けた中継回路基板と、
   基板フレームおよびこの基板フレームに取付けられた回路基板および前記基板フレームに取付けられ前記回路基板に接続されたコネクタを備え且つ前記装置本体の回路基板構造体装填部の内部に挿入抜出し可能に装填されるとともにこの装填時に前記コネクタが前記受け側コネクタに接続される回路基板構造体と、
   基板取付けフレームに設けられた取付け孔およびこれに対応する前記中継回路基板に設けられた取付け孔に挿通されて前記基板取付フレームおよび前記中継回路基板を組合わせた厚さよりも大きな長さを有した弾性部材で形成された取付けブッシュと、この取付けブッシュの中心に挿通されて前記基板取付けフレームおよび前記中継回路基板を組合わせた厚さより大きな長さを有し中継回路基板側端部に前記取付け孔よりも大径をなす頭部が形成され前記取付けブッシュの内径よりも大径をなすフレーム側端部が前記基板取付けフレーム側に突出した取付けピンと、を備え、前記中継回路基板を前記装置本体にその面方向に変位可能に取付ける取付け部材と
   を具備することを特徴とする電気回路装置。
2. 前記回路基板構造体を前記装置本体の回路基板構造体装填部に挿入して装填する際に前記回路基板構造体のコネクタと前記回路基板構造体装填部の受け側コネクタとの位置合せを行なう案内手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の電気回路装置。
3. 前記回路基板構造体は、前記基板フレームに主回路基板が取付けられ、この主回路基板に他の回路基板が取付けられた回路基板ユニットであることを特徴とする請求項１に記載の電気回路装置。

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