JP4999396B2 - 複数の電装基板の収納装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電装基板をまとめて収納する電装基板の収納装置および画像形成装置に関する。

一般に、画像形成装置には各種画像処理を行うための制御部として、様々なＩＣ（集積回路）が備えられた電装基板、いわゆるプリント基板が用いられている。そして、このプリント基板から各種出力端子やコネクタ、ハーネスなどを介して、画像形成装置の操作部、書き込み部、読み取り部などへと電気信号を送信している。

プリント基板は、電磁波放射や電磁波によるノイズの影響を受けやすく、形成される画像も電磁波の影響を受けてしまうことになる。したがって、このような電磁波による障害（ＥＭＩ：Electro Magnetic Interference）対策が必要となる。

このような問題に対する従来技術としては、特許文献１，２に開示された発明が公知である。特許文献１には、電磁波放射あるいは電磁波によるノイズの影響を受けやすい基板を１つのボックスに収納して、このボックスのうちの１面に、ボックス中の基板とボックス外の基板とをコネクタ同士で接続可能な中継基板を設けた技術について記載されている。

また、特許文献２には、電磁遮蔽用回路収容部材であるエレキボックスに軸を設け、このエレキボックスを揺動可能としてメンテナンス性の向上を図る技術が開示されている。
特開２００５−０８４４１０号公報 特開２００６−１１３２７４号公報

しかし、機能増設用の基板、つまり中継基板がノイズ発生源となる場合には、ボックスを設ける意味がなくなってしまい、別の電磁波対策を講じる必要がある。また、この中継基板が基板増設用にしか対応していないため、ハーネスを接続する場合などに別の新たな開口部を設ける必要があり、電磁波対策との両立をなさず、さらなる改良の余地がある。

また特許文献２の発明では、エレキボックス内から多数のハーネスを出すために大きな開口部を設けるか、多数の開口部を設けるなどしなければならず、これによってエレキボックスから電磁波が漏れ出してしまう。

このような課題に鑑み、本発明は、電磁波を放射する電装基板や電磁波によるノイズの影響を受けやすい電装基板をまとめて支持する第１基板と、これらをまとめて内部に収納する収納筐体と、収納筐体外部から第１基板と接続する第２基板とを有する電装基板の支持構造および画像形成装置を提供することを特徴としている。

上述の課題を解決するため、本発明は、電磁波を放射する複数の電装基板または電磁波によるノイズの影響を受けやすい複数の電装基板と接続し、前記複数の電装基板との接続部とは異なる１つの接続部を備えた第１基板と、前記複数の電装基板および前記第１基板とを収納する収納筐体であって、前記第１基板の前記１つの接続部のみを当該収納筐体の外部へ出す開口部を備えた収納筐体と、前記収納筐体の外部から、前記第１基板の接続部と接続した第２基板と、を有し、前記収納筐体は、電磁波や電磁波により発生するノイズを反射、もしくは吸収することを特徴とする複数の電装基板の収納装置を提供する。

このように、本発明の電装基板の支持構造および画像形成装置によれば、電磁波やノイズの影響を収納筐体内に閉じ込めることができる。

以下に、本実施形態の電装基板の支持構造および画像形成装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は以下に述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。
図１は、本実施形態の電装基板の支持構造を模式的に示す図である。

図１に示すように、本実施形態の電装基板の支持構造は、第１電装基板（ＭＢ：Mother Board）１と、コントローラ３と、画像処理ユニット（ＩＰＵ：Image Processing Unit）４とを備え、これらがボックス５の内部に収納されている。また、ＭＢ１とボックス５との接続面の一部には開口部６が設けられ、この開口部６からＭＢ１のコネクタ１ａが露出している。そして、このコネクタ１ａと、ボックス５の外部に配置された第２電装基板（ＭＢ）２のコネクタＭＢ２ａとが接続される。

次に、図２は、本実施形態の電装基板の支持構造を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施形態の電装基板の支持構造は、コントローラ３と、画像処理ユニット４と、ＦＡＸコントロールユニット（ＦＣＵ：Fax Control Unit）７と、メディアリンクボード（ＭＬＢ：Media Link Board）８とが、ＭＢ１にそれぞれ接続されており、これらがボックス７の内部に存在するよう構成されている。そしてボックス５は、内部基板であるＭＢ１と外部基板であるＭＢ２とを接続するための開口部６を備えている。
以下、各機能部ごとに説明する。

第１電装基板（ＭＢ）１は、画像形成装置の画像形成・出力など各種の画像形成処理に係る電装部品を有する基板である。本実施形態においてＭＢ１は、コントローラ３と、ＩＰＵ４と、ＦＣＵ７と、ＭＬＢ８とがＰＣＩバス９を介して接続されている。そして、ボックス５外部のＭＢ２との電気的・物理的な接続部をなしている。

コントローラ３は、本実施形態の画像形成装置において画像システムにおける画像データの出力タイミングなどをコントロールする。コントローラ３には、複数のプロセッサやメモリなどの記憶手段が設けられ、あるいは各記憶手段と接続可能な構成となっている。このコントローラ３で画像処理が施された画像データは、コントローラ３内のハードディスクなどの記憶手段に一時的に記憶される。また、コントローラ３は、各画像データの出力タイミングに応じて必要なデータを取り出し、適宜各データ配置部へと転送する。

画像処理ユニット（ＩＰＵ）４は、本実施形態の画像形成装置の画像処理を行う基板である。画像処理ユニット４としては、例えば、読み取り基板（ＳＩＢ：Scanner Interface Board）から受け取った画像データを、搭載しているＡＲＩＥＳやＲＩ１０などの集積回路によって画像処理し、さらにＢＧＡＶＤなどの集積回路によって書き込み基板（ＬＤＢ）に出力する機能を備えている。

ＦＡＸコントロールユニット７は、本実施形態の画像形成装置においてＦＡＸの送受信に係る機能を制御する基板である。ＦＡＸ機能を使用する場合に必要となる基板であり、一般にはオプションとして取り付けられる。

メディアリンクボード８は、本実施形態の画像形成装置内のメモリに蓄積された画像データを、ＪＰＥＧ，ＪＰＥＧ２０００，ＭＭＲなどの汎用画像フォーマットへと変換を行う基板である。このメディアリンクボード８もＦＡＸコントロールユニット７と同様に、一般的にはオプションとして取り付けられる。

なお、上述したＭＢ１と、コントローラ３と、画像処理ユニット４と、ＦＡＸコントロールユニット７と、メディアリンクボード８とには、それぞれノイズ源となるＰＣＩバス９が通っている。ＰＣＩバス９は、各基板間での画像データのやり取りを行う際に、中核をなす信号を送受信するための信号線である。本実施形態では３３ＭＨｚのクロックが通っており、コントローラ３からＭＢ１を介して、画像処理ユニット４とＦＡＸコントロールユニット７とメディアリンクボード８とにそれぞれ接続されている。
このＰＣＩバス９は一般的に、１００ＭＨｚ，１６６ＭＨｚの帯域でのノイズ発生源として知られている。

ボックス５は、板金などからなる金属製の箱型ケースである。本実施形態では、ＭＢ１と、コントローラ３と、画像処理ユニット４と、ＦＡＸコントロールユニット７と、メディアリンクボード８とがボックス５内に収納されている。ボックス５は金属製であるので、各基板やＰＣＩバス９から放射される電磁波や電磁波により発生するノイズなどを反射することができる。

なお本実施形態では、ボックス５を構成する素材として板金などの金属部材を用いて説明するが、例えば、フェライトやパーマロイの金属磁性体粒子、金属酸化物、炭素系材料など、電磁波を吸収する部材を用いてボックス５を形成してもよい。

また、このボックス５には、ボックス５内部のＭＢ１と外部基板であるＭＢ２とを接続するための開口部６が設けられている。開口部６の大きさとしては、内部基板であるＭＢ１の有するコネクタ１ａと外部基板であるＭＢ２の有するコネクタ２ａとの面積分だけの大きさでよく、ＭＢ１とＭＢ２とのコネクタ同士が接続可能な分の大きさであればよい。一般的には、開口部６の大きさが小さいほど、ボックス５内部で放射された電磁波を閉じ込めることができる。

ボックス５は、上述したように各基板を内包（収納）しているので、これらの各基板のメンテナンス時にはボックス５ごと取り外して作業を行うことができる。なお、本実施形態ではボックス５の開口部６として、ボックス５内部のＭＢ１と外部のＭＢ２とを接続するコネクタ（１ａ，２ａ）部分を例示した。しかしボックス５にはこの他にも孔部（開口部）を適宜設けることが可能であり、例えば、ＭＢ１から直接外部に出ているＬＶＤＳ（Low Voltage differential Signaling）ハーネス用の孔部や、電源コネクタ、通気孔などが挙げられる。また、この開口部６から、ＭＢ１・ＭＢ２のように、ボックス５内部の基板と接続する外部基板が複数設けられることとしてもよい。

次に、ボックス５外部の各機能部について説明する。
本実施形態では、ボックス５の外部に、ＭＢ２と、ＢＣＵ（Base Control Unit）１０とが配置される。

第２電装基板（ＭＢ）２は、ボックス５内に収納されたコントローラ３や画像処理ユニット４、ＦＡＸコントロールユニット７やメディアリンクボード８と、画像形成装置の各機能部である操作部１１や書き込み部１２、読み取り部１３などとにおける電気信号の送受信の仲介を担う基板であり、ボックス５の外部に配置される。従来では、ＭＢ２の基板の役割をＭＢ１が担っていたが、本実施形態においてはボックス５の外部に配置されるこのＭＢ２がその役割を担っている。このＭＢ２は、図３に示すように、ボックス５の開口部６から露出したＭＢ１のコネクタ１ａと、ＭＢ２の有するコネクタ２ａを介して接続可能な状態となっている。

ＭＢ２には、上述した操作部１１、書き込み部１２、読み取り部１３などへとハーネスが接続されており、接続されるハーネスを差し込むための、コネクタ２ａ以外の各コネクタが集約されている。またＭＢ２はその形状として、図４に示すように、ボックス７に接触せずＭＢ１に差し込みやすいようなＬ字型の形状を有している。そして、ＭＢ１とは、必要な数の信号線、電源ラインに応じて、やり取りするピン数のコネクタ同士で接続されている。
なおＭＢ２には、ノイズ源となるＰＣＩバス９やＬＶＤＳなどの高速信号は通っていない。

ＭＢ２は、図１や図３に示すように、ボックス５の側面に対して平行に、またはＭＢ１の基板面に対して垂直に接続されることになる。ＭＢ１とＭＢ２とが直接接続できればよいが、実用上、ボックス５の側面（あるいは底面）に対して、垂直または平行になるように接続されることが好ましい。

また、ＭＢ２にはパスコンなどのフィルタ（図示せず）が設置されている。これによって、ＭＢ１からＭＢ２へ送信されてくる電気信号が、ボックス５内部で発生した電磁波やノイズなどの影響を受けていたとしても、このパスコンがフィルタの役割を果たし、ノイズなどをカットする。

ＢＣＵ（Base Control Unit；主制御部）１０は、本実施形態の画像形成装置全体の制御を行う基板であり、上述した操作部１１、書き込み部１２、読み取り部１３などと接続されている。

本実施形態では、ボックス５内に配置されたＭＢ１に、コントローラ３と画像処理ユニット４とが垂直にボードｔｏボード接続されている。また、ＦＡＸコントロールユニット７およびメディアリンクボード８など、オプションである基板を接続するコネクタについても、コントローラ３および画像処理ユニット４が接続される側と同じ側に搭載されている。

また、ＭＢ１の基板面において、コントローラ３や画像処理ユニット４などとの接続面の逆側の面には、ボックス５の外部に配置されたＭＢ２と接続するためのコネクタ１ａが設けられている。このコネクタ１ａのピン数は、上述したように、相互のＭＢ（ＭＢ１とＭＢ２）がやり取りする信号線の数と電源の数との分だけあればよい。例えば、信号線の数が３０であり電源の数が１０である場合では、コネクタ１ａのピン数は４０でよい。また、ボックス５に設けられた開口部６の開口面積も、このコネクタ１ａに合わせた大きさでよい。

このように、本実施形態の電装基板の支持構造および画像形成装置によれば、ノイズ発生源となる複数の基板を１つのボックス内に収納するので、基板から放射される電磁波や当該電磁波によるノイズの影響が、ボックス外部に漏洩するのを防ぐことができる。なお実際に、本実施形態のボックス７内から外部への電磁波の漏洩状況について検証したところ、ＰＣＩバス９からのノイズにおいて、１００ＭＨｚに対するノイズ抑制効果があった。

また、画像形成装置の各機能部である操作部や書き込み部、読み取り部などと電気信号の送受信の仲介を担うＭＢ２をボックス７の外部に配置し、ＭＢ１とコネクタ同士で接続する構成を取ることで、ボックス７の開口部８を小型化することが可能となり、ＥＭＩ対策を助長することができる。

また、複数の各種基板を１つのボックス５内にまとめて収納して、外部との接続部分を開口部６から露出するコネクタ１ａとすることで、本実施形態の画像形成装置の生産工程にて組み付けが容易となり、作業者が正面からコネクタを見て差し込むことができるので作業がしやすくなる。また視認性もよいので、コネクタのセット不良を目視で確認することができる。

また、複数の各種基板を１つのボックス５内にまとめて収納することで、コントローラ周りの着脱が容易となり、さらに、ボックス５内においても各種基板をＭＢ１にコンパクトに接続しているので、画像形成装置の小型化にもつながる。

なお、本実施形態ではＭＢ１とＭＢ２との接続部としてコネクタを用いて説明したが、コネクタの代わりにハーネスなどを用いることとしてもよい。この場合、開口部６の大きさは、相互に接続されるハーネスの大きさで構成することになる。

また、ＭＢ２に接続される各機能部として、操作部１１、書き込み部１２、読み取り部１３を例示したが、その他の各種機能部（各基板）もコネクタやハーネスにて接続可能であることは言うまでもない。

また本実施形態では図５に示すように、ボックス５外部の角に、ボックス５を揺動可能とする支持部材である回転軸１４を備えることも可能である。この回転軸１４により、本実施形態の画像形成装置の内側・外側へと揺動することができる。

図６は、ボックス５が回転軸１４を有する場合の画像形成装置１００を上部から見た模式図である。ここでは説明の簡略化のため、ボックス５内部の基板については図示しない。開放時には図６中の点線で示す位置に、矢印の方向に揺動する。

図７は、ＭＢ２がボックス５に固定された場合の画像形成装置１００を上部から見た模式図である。図７（ａ）は閉鎖時を示し、図７（ｂ）は開放時を示す。図８は、ＭＢ２が画像形成装置１００の装置側に固定された場合を上部から見た模式図である。図８（ａ）は閉鎖時を示し、図８（ｂ）は開放時を示す。

図７の場合には、ＭＢ２とＭＢ１との接続部としては前述したコネクタやハーネスなどが用いられるが、図８の場合の接続部としては、ハーネスなどの配線が用いられる。このような配線を用いることで、ＭＢ２が装置側に固定されていてもボックス５の揺動には何ら支障を来たさない構成としている。配線を用いる際の開口部６の大きさは前述したように、ボックス５の電磁波遮蔽効果を低減させないように、配線が通過できる最小の大きさであることがより好ましい。

回転軸１４を設けることでボックス５を開放して画像形成装置１００内部の基板をセットすることができる。このようにボックス５を揺動式とすることによって、画像形成装置の奥側（装置の内側）への評価、目視チェック、着脱などのアクセスが非常に容易となり、かつボックス５の裏側の装置本体へのアクセスも非常に容易となる。したがって、基板の差し込み不良等を防止することが可能となる。また、ボックス５が回転（揺動）する際にも電気的接続はされたままであるので、開放時であってもボックス５内の各基板は動作することができる。

ＭＢ２は図９（ａ），（ｂ）に示すように、ボックス５との接続面（側面や上面、底面）に対して垂直あるいは並行であることが好ましい。これは、ボックス５に接続されたＭＢ２が、画像形成装置１００の内部に位置する（閉鎖時の）場合に、ボックス５およびＭＢ２以外の各機能部（装置内）の配置・組み込みなどを容易にするためである。

次に、本実施形態の電装基板の支持構造を有する画像形成装置について説明する。
図１０は、本実施形態の画像形成装置を模式的に示す外観図である。

図１０に示すように本実施形態の画像形成装置１００は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Automatic Document Feeder）２００と、読み取りユニット３００と、書き込みユニット４００と、給紙部５００とで構成される。

ＡＤＦ２００は、原稿台２１と、給紙センサ２２と、給送ベルト２３と、給送ローラや排送ローラなどの各種ローラとで構成される。ＡＤＦ２００にある原稿台２１に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、図示しない操作部上のプリントキーが押下されると、一番下の原稿から給送ローラ、給送ベルト２３によってコンタクトガラス３１上の所定の位置に給送される。また、一枚の原稿を給送完了するごとに、原稿枚数をカウントアップする。

コンタクトガラス３１上に給送された原稿は、読み取りユニット３００によって原稿の画像データが読み取られる。読み取りユニット３００は、コンタクトガラス３１と、照明ランプなどの光源３２と、第１走行体３３と、第２走行体３４と、結像レンズ３５と、ＣＣＤなどの読み取りセンサ３６とを備えている。

ＡＤＦ２００によってコンタクトガラス３１上に原稿が給送されると、第１走行体３３および第２走行体３４が走行する。このとき、第１走行体３３により光源３２からの光が照射されるとともに、原稿面からの反射光を第２走行体におけるミラーで反射する。この光が結像レンズ３５を通過して読み取りセンサ３６で受光され、電気信号に変換し、抽出、Ａ／Ｄ変換などの処理を経て、原稿画像の画像情報（画像データ）として画像処理部へと送られる。そして画像処理部にてデータ補正などを行い、後述する書き込みユニット４００の露光部４０２からの出力光という形で出力される。

読み取りユニット３００にて読み取りが終了した原稿は、給送ベルト２３および排送ローラによって排出される。さらに、給紙センサ２２にて原稿台２１上に次の原稿があることを検知した場合には、次の原稿が前原稿と同様にコンタクトガラス３１上に給送される。なお、給送ローラや排送ローラ、給送ベルト２３は、モータなどによって駆動される。

一方、給紙部５００において、それぞれのサイズごとに分けられた積載された転写紙は、各給紙トレイから給紙ローラを介して書き込みユニット４００へと給紙される。給紙された転写紙は、用紙搬送ユニットにより書き込みユニット４００内の画像形成部４０１へと搬送される。書き込みユニット４００は、画像形成部４０１と、露光部４０２と、定着部４０３と、用紙反転部４０４と、各種給紙ローラと搬送ベルトを備えている。

転写紙が画像形成部４０１の感光体に当接する位置まで搬送されるときには、転写紙上に転写する画像が感光体上に静電潜像として形成されている。すなわち、まず上述した読み取りユニット３００にて読み取った原稿画像データが、露光部４０２へと送られる。露光部４０２では受け取った原稿画像の画像データに基づいて、露光部４０２内のＬＤから出力（発光）され、ポリゴンミラーによる反射やレンズによる補正後に、負に帯電された感光体上に照射される。このように、感光体上を露光することで画像データが感光体に書き込まれる。

そして、現像部を通過する際にトナー像が形成される。感光体上に負に帯電させたトナーを送ることで、露光により電荷がなくなった感光体上の各部分に、静電気によりトナーが付着する。そして転写紙は、給紙ローラや搬送ベルトなどによって感光体の回転速度と等速で搬送されながら、転写紙の裏面からトナーと逆の正電荷を付与される。静電気力によってトナーは感光体上から転写紙へと転写され、すなわち感光体上に形成されたトナー像が転写紙上へと転写されることになる。その後転写紙は、定着部４０３にて画像が定着されて画像形成され、排紙トレイへと排紙される。

また、転写紙に対して両面印刷を行う場合には、定着部４０３にて一旦画像が定着された後、排紙トレイに排紙せずに用紙反転部４０４へと転写紙を給装する。ここで、画像が転写された一方の面と画像が転写されていない面とを反転させる。そして、用紙搬送ユニットと書き込みユニット４００との接続部近傍、すなわち、画像形成部４０１の手前へと再度給装する。このようにして給装された転写紙は、画像未転写状態の他方の面に画像が転写・定着された後、排紙トレイへと排紙されることになる。

本実施形態の電装基板の支持構造を模式的に示す概略図である。 本実施形態の電装基板の支持構造およびその周辺部を示すブロック図である。 本実施形態の電装基板の支持構造を模式的に示す側面図である。 ＭＢ２の一例を示す図である。 ボックス５に回転軸１４を備えた場合の外観を模式的に示す図である。 ボックス５が回転軸１４を有する場合の画像形成装置１００を上部から見た模式図である。 ＭＢ２がボックス５に固定された場合の画像形成装置１００を上部から見た模式図であり、図７（ａ）は閉鎖時を示し、図７（ｂ）は開放時を示す。 ＭＢ２が画像形成装置１００の装置側に固定された場合を上部から見た模式図であり、図８（ａ）は閉鎖時を示し、図８（ｂ）は開放時を示す。 ボックス５とＭＢ２との接続面の一例を模式的に示す図であり、図９（ａ）はボックス５と平行に接続した場合を示し、図９（ｂ）はボックス５と垂直に接続した場合を示す。 本実施形態の画像形成装置を示すブロック図である。

符号の説明

１ 第１電装基板（ＭＢ）
２ 第２電装基板（ＭＢ）
３ コントローラ
４ ＩＰＵ（画像処理ユニット）
５ ボックス
６ 開口部
７ ＦＣＵ（ＦＡＸコントロールユニット）
８ ＭＬＢ（メディアリンクボード）
９ ＰＣＩバス
１０ ＢＣＵ（主制御部）
１１ 操作部
１２ 書き込み部
１３ 読み取り部
１４ 回転軸
１ａ，２ａ コネクタ

Claims (11)

1. 電磁波を放射する複数の電装基板または電磁波によるノイズの影響を受けやすい複数の電装基板と接続し、前記複数の電装基板との接続部とは異なる１つの接続部を備えた第１基板と、
   前記複数の電装基板および前記第１基板とを収納する収納筐体であって、前記第１基板の前記１つの接続部のみを当該収納筐体の外部へ出す開口部を備えた収納筐体と、
   前記収納筐体の外部から、前記第１基板の接続部と接続した第２基板と、
   を有し、
   前記収納筐体は、電磁波や電磁波により発生するノイズを反射、もしくは吸収する
   ことを特徴とする複数の電装基板の収納装置。
2. 前記１つの接続部はコネクタであり、
   前記第２基板はコネクタを備え、
   前記１つの接続部のコネクタと前記第２基板のコネクタは直接接続されること
   を特徴とする請求項１に記載の複数の電装基板の収納装置。
3. 前記第１基板と前記第２基板の接続はハーネスで行われること
   を特徴とする請求項１に記載の複数の電装基板の収納装置。
4. 前記第１基板は、前記複数の電装基板からの電気信号を前記第２基板に送ること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の複数の電装基板の収納装置。
5. 前記第２基板は、前記収納筐体に固定されること
   を特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の複数の電装基板の収納装置。
6. 前記第２基板は、前記収納筐体の側面または底面に対して平行に、または垂直になるように配置されること
   を特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の複数の電装基板の収納装置。
7. 前記収納筐体は金属部材であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の複数の電装基板の収納装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載の複数の電装基板の収納装置を内部に有すること
   を特徴とする画像形成装置。
9. 前記第２基板は、前記収納筐体を有する画像形成装置の当該画像形成装置側に固定されること
   を特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記収納筐体は、前記画像形成装置に遥動可能に支持されること
    を特徴とする請求項８または９に記載の画像形成装置。
11. 前記第２基板は、前記第１基板を介して送られてくる前記複数の電装基板からの前記電気信号を整流するフィルタを有し、
    当該フィルタでの整流後に、前記画像形成装置の各機能部へ前記電気信号を送信すること
    を特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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