JP6548535B2

JP6548535B2 - 電子機器装置

Info

Publication number: JP6548535B2
Application number: JP2015176857A
Authority: JP
Inventors: 本保　綱男; 本保　　綱男
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2035-09-08
Also published as: US9755342B2; JP2017054884A; US20170069991A1

Description

本発明は、第１プリント基板、第２プリント基板と、該第１および第２プリント基板と接続されるケーブルとを有する電子機器装置に関する。

近年、電子機器内に実装される複数のプリント基板間を接続する手段として、低コストの観点からフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）が多用されている。また、機器の多機能、高速化によりデータ伝送線数や、制御信号線数が増加する一方、機器の小型化が要求される。そのため、ＦＦＣも多芯化する一方で、配線の省スペースを実現するために、ピン間を狭めたものが採用される場合がある。

接続先であるプリント基板で消費される電力が比較的小さい場合、データ信号や制御信号に加えて電力もＦＦＣを用いて供給する場合がある。

このような場合、通常、電力を供給する導体を低インピーダンス化、低ノイズ化するために、電力を供給する導体に隣接してグランドに接続される導体を設けることがある。グランドに接続される導体は、ＦＦＣが接続されたプリント基板においてグランドに接続される端子に接続される。

ＦＦＣは、等間隔に配置された薄膜導体を薄い絶縁体で挟んだ構造をしている。ＦＦＣは、プリント基板上に設けられたコネクタのスリット状の開口部に挿入することで、コネクタに接続される。この際、ＦＦＣがコネクタに斜めに挿入される場合がある。この場合、電力を供給する導体と隣接してグランドに接続されるパターンが配置されている場合、電源、グランド間が短絡し、機器に不具合が生じることがある。

特許文献１には、図５に示すように、電源端子とグランド端子とを含む複数の端子７５ａ〜７５ｊを備えるコネクタ７２とＦＦＣ７１の端部に形成され且つ被覆が除去されて内部の導体８２ａ〜８２ｊが露出するコネクタ接続部８４が記載されている。この装置では、ＦＦＣ７１のコネクタ接続部８４をコネクタ７２に挿入することによりＦＦＣ７１がコネクタ７２に接続される。そして、複数の端子７５ａ〜７５ｊのうち、電源端子７５ｆ，７５ｈ及び各グランド端子７５ｊの夫々に隣接する端子７５ｅ，７５ｇ，７５ｉを空き端子としている。さらに、コネクタ接続部８４は、それら空き端子に対応する導体８２ｅ，８２ｇ，８２ｉについては被覆状態のままにし、それ以外の端子に対応する導体は露出させている。図５に示すＦＦＣの場合、ＦＦＣの空き端子に対して被覆状態のままにするという加工をおこなわなければならず、コストアップの要因となる。

特開２０１２−１７０７３８号公報

ケーブルがコネクタに斜めに挿入されたことにより、電源とグランドが短絡したとしても機器に不具合が生じないようにすることを、低コストにより実現することを目的とする。

上述の目的を達成するために、請求項１記載の電子機器装置は、
第１端子、第２端子、第３端子および第４端子を有する第１コネクタを備える第１プリント基板と、
第５端子、第６端子、第７端子および第８端子を有する第２コネクタを備える第２プリント基板と、
第１導体、第２導体、第３導体、第４導体を含む複数の導体を有し、前記第１コネクタおよび前記第２コネクタに接続されるケーブルとを有する電子機器装置であって、
前記第１導体は信号を伝送するための線であり、前記第１コネクタの前記第１端子および前記第２コネクタの前記第５端子と接続されており、
前記第３導体は電力を供給するための線であり、前記第１コネクタの前記第３端子および前記第２コネクタの前記第７端子と接続されており、
前記第２導体はグランドに接続されるための線であり、前記第１コネクタの前記第２端子および前記第２コネクタの前記第６端子と接続されており、
前記第４導体はグランドに接続されるための線であり、前記第１コネクタの前記第４端子および前記第２コネクタの前記第８端子と接続されており、
前記ケーブルにおいて前記第２導体および前記第４導体は、電力を供給する導体に隣接して配置されており、
前記第１プリント基板において、前記第２端子および前記第４端子はコンデンサを介してグランドに接続されており、
前記第２プリント基板において、前記第６端子および前記第８端子はコンデンサを介してグランドに接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、低コストにより、ケーブルがコネクタに斜めに挿入されたことにより、電源とグランドが短絡したとしても機器に不具合が生じる可能性を低減させることができる。

実施形態に係る画像形成装置の構成図である。図２は露光部１３を制御するための複数のプリント基板の構成を説明するための図である。ＦＦＣ２０３が接続されるコネクタ２０４、２０５のピン配置を説明するための図である。変形例におけるコネクタ２０４、２０５のピン配置を説明するための図である。従来例におけるコネクタのピン配置を説明するための図である。

（第一の実施形態）
本実施形態に係る画像形成装置の全体構成について図１を用いて説明する。

画像形成装置は、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ、１次帯電部１２ａ〜１２ｄ、１露光部１３、１現像部４ａ〜１４ｄ、１次転写部１７ａ〜１７ｄ、クリーナ１５ａ〜１５ｄ、中間転写ベルト１６、中間転写ベルトクリーナ１８、２次転写部１９、給紙カセット２０を有する。

イエロー（１１ａ）、マゼンタ（１１ｂ）、シアン（１１ｃ）、ブラック（１１ｄ）の各感光ドラムが、２次転写対向ローラ２４を含む複数のローラの周りに張架されていている中間転写ベルト１６の副走査方向に沿って１列に並んでいる。各色の感光ドラム１１ａ〜１１ｄは１次帯電部１２ａ〜１２ｄによって一様に帯電される、その後、露光部１３によって画像信号に応じて、感光ドラム１１ａ〜１１ｄを露光し、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に静電潜像を形成する。

静電潜像はその後、現像部１４ａ〜１４ｄによってトナー像に現像される。そして、トナー像は１次転写部１７ａ〜１７ｄによって中間転写ベルト１６に多重転写される。更に、トナー像は２次転写部１９によって、給紙カセット２０から搬送された記録材Ｐに転写される。記録材Ｐに転写されたトナー像は定着部２１によって記録材Ｐに定着される。図２は露光部１３を制御するための複数のプリント基板を有する電子機器装置の構成を説明するための図である。図１の画像形成装置の略背面に配置される。

インターフェース基板２１２は、外部ネットワーク（不図示）から画像データを入力する。本体制御基板２００は、インターフェース基板２１２とハーネス２１０を介して接続されている。そして、本端制御基板２００は、ハーネス２１０を介してインターフェース基板２１２から画像データを入力し蓄積する。電源制御基板２０７は、画像形成装置外部の商用電源（不図示）から電力を入力し、所定の直流電源に変換し、ハーネス２０８、２０９、２１１を介して、画像制御基板２０１、本体制御基板２００、インターフェース基板２１２に供給する。画像制御基板２０１は、ハーネス２０６を介して本体制御基板２００と接続され、ハーネス２０８を介して電源制御基板２０７と接続されている。画像制御基板２０１は、ハーネス２０６を介して本体制御基板２００に蓄積されている画像データを入力し、半導体レーザー駆動信号に変換する。さらに、画像制御基板２０１は、半導体レーザーを制御するために使用するイネーブル信号および同期信号を生成する。

画像制御基板２０１は、ＦＦＣ２０３を介して、半導体レーザー駆動信号、イネーブル信号、同期信号および電源制御基板２０７から供給された直流電源を、半導体レーザー駆動基板２０２へ出力する。本実施形態のＦＦＣの導体間ピッチは１．０ｍｍより小さい。

半導体レーザー駆動基板２０２は、半導体レーザ駆動信号に基づき露光部１３に設けられたレーザを駆動する。

ＦＦＣ２０３の一端は画像制御基板２０１に設けられたコネクタ２０４に接続され、ＦＦＣ２０３の他端は半導体レーザー駆動基板２０２に設けられたコネクタ２０５に接続されている。

図３は、ＦＦＣ２０３が接続されるコネクタ２０４、２０５のピン配置を説明するための図である。

ＦＦＣ２０３は１２芯、すなわち導体３５０〜３６１を有するフレキシブルフラットケーブルである。画像制御基板２０１に設けられたコネクタ２０４は端子３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３３０、３３１、３３２、３３３を有する。端子のそれぞれは対応する導体の一端に接続される。半導体レーザー駆動基板２０２に実装されているコネクタ２０５は、端子３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３３４、３３５、３３６、３３７を有する。そして、端子のそれぞれは対応する導体の他端に接続される。このように、ハーネス２０３の導体を介して、コネクタ２０４の端子とコネクタ２０５の端子は接続される。

電源制御基板２０７から供給される所定の直流電力は、電源ライン３２２を介してコネクタ２０４の端子３０８、３０９、導体３５４、３５５および端子３１６、３１７を介して電源ライン３２６に供給される。

ＦＦＣ２０３において、導体３５４、３５５に隣接して導体３５３および３５６が設けられている。導体３５３は端子３０７および端子３１５に接続され、導体３５５は端子３１０および端子３１８に接続される。画像制御基板２０１において、端子３０７、３１０は、それぞれコンデンサ３２１、３２３を介してグランドへ接続される。そして、半導体レーザー駆動基板２０２において、端子３１５、３１８は、それぞれコンデンサ３２５、３２７を介してグランドへ接続される。

電力を供給する導体３５４、３５５に隣接する導体３５３、３５６はコンデンサを介してグランドに接続されている。よって、例えば、画像制御基板２０１のコネクタ２０４にＦＦＣ２０３が斜め差しされ、端子３０８と端子３０７が短絡した場合でも、直流的には高インピーダンスであるため、画像制御基板２０１や、半導体レーザー駆動基板２０２に不具合が生じることを防ぐことができる。

画像制御基板２０１において画像データから生成された半導体レーザー駆動信号は、出力バッファ３２０に入力される。半導体レーザー駆動信号は、高周波成分を含む矩形波である。よって、半導体レーザー駆動信号は、出力バッファ３２０を用いて、小振幅差動信号（例えばＬＶＤＳ）に変換される。

出力バッファ３２０から出力された小振幅差動信号は、コネクタ２０４の端子３０５、３０６、導体３５１、３５２および端子３１３、３１４を介して、受信バッファ３２４に入力され、レーザー駆動信号に復元される。

小振幅差動信号をＦＦＣ２０３を用いて伝送する場合、特性インピーダンスの整合や、リターン信号パスの確保の観点から、導体３５１、３５２に隣接する導体３５０、３５３が接続される端子３０４、３０７および端子３１２、３１５は高周波的に低インピーダンスであることがのぞましい。

画像制御基板２０１上のコネクタ２０４の端子３０４は、画像制御基板２０１内のグランド３０１に接続され、半導体レーザー駆動基板２０２内のコネクタ２０５の端子３１２は、半導体レーザー駆動基板２０２内のグランド３０２に接続される。よって、この端子間に接続される導体３５０のインピーダンスは十分に小さい。また、画像制御基板２０１上のコネクタ２０４の端子３０７は、画像制御基板２０１内のグランド３０１にコンデンサ３２１を介して接続される。半導体レーザー駆動基板２０２内のコネクタ２０５の端子３１５は、半導体レーザー駆動基板２０２内のグランド３０２にコンデンサ３２５を介して接続される。よって、導体３５３は高周波的にはインピーダンスが低い。

画像制御基板２０１は、半導体レーザーを制御するために使用するイネーブル信号および画像同期信号を生成する。
イネーブル信号は出力バッファ３２８へ入力される。出力バッファ３２８から出力されたイネーブル信号は、コネクタ２０４の端子３３０、導体３５８、コネクタ２０５の端子３３４を介して、受信バッファ３３８に入力される。画像同期信号は出力バッファ３２９へ入力される。出力バッファ３２９から出力された画像同期信号は、コネクタ２０４の端子３３２、導体３６０．コネクタ２０５の端子３３６を介して、受信バッファ３３９へ入力される。

導体３５８に隣接する導体３５７、３５９の一端に接続されるコネクタ２０４の端子３１１、３３１は、グランドに接続される。導体３５７、３５９の他端に接続されるコネクタ２０５の端子３１０、３３５は、グランドに接続される。

さらに、導体３５９に隣接する導体３６１の一端に接続されるコネクタ２０４の端子３３３および他端に接続されるコネクタ２０５の端子３３７も、グランドに接続される。

画像制御基板２０１より、ハーネス２０３を介して半導体レーザー駆動基板２０２に入力された、半導体レーザー駆動信号、イネーブル信号、画像同期信号は、それぞれ、受信バッファ３２４、３３８、３３９を介して図示しない半導体レーザー駆動ＩＣに入力される。

本実施形態の構成によれば、電源ラインおよび他の制御信号に対して、適切にリターン信号パスを確保することができる。

さらに、例えば、画像制御基板２０１のコネクタ２０４にハーネス２０３が斜め差しされた場合、コネクタ２０４の端子３０８と隣接する端子３０７が短絡する可能性がある。しかしながら、端子３０７はコンデンサ３２１を介してグランドに接続されているので、直流的には高インピーダンスである。したがって、電源ライン３２２から供給される電力が端子３０７に流れることを抑制することができる。よって、画像制御基板２０１に不具合が生じることを防止することができる。端子３０７と導体３５３を介して接続されている端子３１５に対してもコンデンサ３２５が接続されている。よって、電源ライン３２２から供給される電力が端子３０８に流れることを抑制することができ、半導体レーザー駆動基板２０２に不具合が生じることを防止することができる。

（変形例）
第一の実施形態では、ＦＦＣを接続するコネクタの電源端子に隣接する端子にそれぞれ、一つのコンデンサを介してコネクタが実装されているプリント基板内のグランドに接続した。本実施形態では、周波数特性の異なる複数のコンデンサを実装しても構わない。複数のコンデンサを用いることにより、１つのコンデンサを用いた場合より広帯域にわたってインピーダンスを低くすることができる。
図４は、変形例にかかるコネクタ２０４、２０５のピン配置を示す図である。第一の実施形態と同一の構成については同一の図番を付け、説明を割愛する。

本実施形態では、コネクタ２０４において電源ラインに接続される端子３０８に隣接する端子３０７に周波数特性の異なる複数のコンデンサ３２１、６０１を接続している。同様に、端子３１０に周波数特性の異なる複数のコンデンサ３２３、６０２を接続している。同様に、コネクタ２０５において、端子３１５に周波数特性の異なる複数のコンデンサ３２５、６０３が接続され、端子３１８に周波数特性の異なる複数のコンデンサ３２７、６０４が接続されている。

コンデンサ３２１、３２３、３２５、３２７はセラミックコンデンサであり、高周波領域に対する低インピーダンス化に適している。コンデンサ６０１、６０２、６０３、６０４はアルミ電解コンデンサであり、低周波領域の低インピーダンス化に適している。なお、これは１例であり、他の種類のコンデンサを使用しても構わない。

また、上記図１および図４に示す例では、電力を供給するために２つの導体を使用したが、１つの導体のみにしても構わないし、２つ以外の他の数の導体を使用しても構わない。また、ＦＦＣの代わりにフレキシブルプリントケーブルを使用しても構わない。

２０１画像制御基板
２０３フレキシブルフラットケーブル
２０４コネクタ
２０５コネクタ

Claims

第１端子、第２端子、第３端子および第４端子を有する第１コネクタを備える第１プリント基板と、
第５端子、第６端子、第７端子および第８端子を有する第２コネクタを備える第２プリント基板と、
第１導体、第２導体、第３導体、第４導体を含む複数の導体を有し、前記第１コネクタおよび前記第２コネクタに接続されるケーブルとを有する電子機器装置であって、
前記第１導体は信号を伝送するための線であり、前記第１コネクタの前記第１端子および前記第２コネクタの前記第５端子と接続されており、
前記第３導体は電力を供給するための線であり、前記第１コネクタの前記第３端子および前記第２コネクタの前記第７端子と接続されており、
前記第２導体はグランドに接続されるための線であり、前記第１コネクタの前記第２端子および前記第２コネクタの前記第６端子と接続されており、
前記第４導体はグランドに接続されるための線であり、前記第１コネクタの前記第４端子および前記第２コネクタの前記第８端子と接続されており、
前記ケーブルにおいて前記第２導体および前記第４導体は、電力を供給する導体に隣接して配置されており、
前記第１プリント基板において、前記第２端子および前記第４端子はコンデンサを介してグランドに接続されており、
前記第２プリント基板において、前記第６端子および前記第８端子はコンデンサを介してグランドに接続されていることを特徴とする電子機器装置。
前記ケーブルは、電力を供給するために前記第３導体を含む複数の導体を備えており、
前記ケーブルにおいて、該電力を供給するための複数の導体は隣接して配置されており、前記第２導体および前記第４導体は該電力を供給するための複数の導体を挟むように、該電力を供給するための複数の導体に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器装置。
前記ケーブルは、さらに、グランドに接続されるための第５導体を有し、
前記第１コネクタは、さらに、前記第５導体に接続される第９端子を有し、
前記第２コネクタは、さらに、前記第５導体に接続される第１０端子を有し、
前記ケーブルにおいて、前記第５導体は前記第１導体に隣接して配置されており、
前記第１プリント基板において、前記第９端子はコンデンサを介さずグランドに接続されており、
前記第２プリント基板において、前記第１０端子はコンデンサを介さずグランドに接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の電子機器装置。
前記第１プリント基板において、前記第２端子および前記第４端子のそれぞれは周波数特性の異なる複数のコンデンサを介してグランドに接続されており、
前記第２プリント基板において、前記第６端子および前記第８端子のそれぞれは周波数特性の異なる複数のコンデンサを介してグランドに接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器装置。
前記第２端子および前記第４端子のそれぞれに接続されている前記複数のコンデンサにはセラミックコンデンサが含まれており、
前記第６端子および前記第８端子のそれぞれに接続されている前記複数のコンデンサにもセラミックコンデンサが含まれていることを特徴とする請求項４記載の電子機器装置。
前記第２端子および前記第４端子のそれぞれに接続されている前記複数のコンデンサにはアルミ電解コンデンサが含まれており、
前記第６端子および前記第８端子のそれぞれに接続されている前記複数のコンデンサにもアルミ電解コンデンサが含まれていることを特徴とする請求項４または５記載の電子機器装置。
前記ケーブルにおいて、導体間ピッチは１．０ｍｍより小さいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器装置。