(57)【要約】【課題】無線モジュール基板をメイン基板に略直交するように配置したときに、無線モジュール基板のアンテナの共振周波数が設計値からずれるのを低減する。【解決手段】複合機１０は、アンテナ７３とグランドとを備える通信基板７０と、基板面に形成されるグランドパターンと、基板面の端部に実装されグランドパターンと電気的に接続されるコネクタ９４と、を備えた制御基板９０と、を有し、通信基板７０は、通信基板７０の後面７１と制御基板９０とが略直交になるようにコネクタ９４によって接続され、コネクタ９４は、グランドとグランドパターンとを電気的に接続し、更に、通信基板７０の前面７２側を制御基板９０の基板面の延長上に囲むように配置され、グランドパターンと導通するグランド用導通部材８０、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナとグランドとを備える無線モジュール基板と、
グランドパターンと、基板面の端部に実装され前記グランドパターンと電気的に接続されるコネクタと、を備えたメイン基板と、
を有し、
前記無線モジュール基板は、
前記無線モジュール基板の一方の面と前記メイン基板とが略直交になるように前記コネクタによって接続され、
前記コネクタは、
前記グランドと前記グランドパターンとを電気的に接続し、
更に、
前記無線モジュール基板の他方の面を前記メイン基板の前記基板面の延長上に囲むように配置され、前記グランドパターンと導通する導電体、を有する、
無線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信装置において、
前記メイン基板は、前記端部に開口を有する略方形の切り欠きを備えており
前記コネクタは、前記切り欠きを形成する３辺のうち前記開口と対向する１辺の傍に実装され、
前記無線モジュール基板は、
前記切り欠きの内側の位置に、前記一方の面の幅方向が前記対向する１辺と平行になるように前記コネクタによって接続されている、
無線通信装置。
【請求項３】
請求項２記載の無線通信装置において、
前記導電体は、
前記他方の面に当接し、前記コネクタの接続方向と平行な方向に前記他方の面を押圧する、
無線通信装置。
【請求項４】
請求項３記載の無線通信装置において、
前記導電体は、
前記開口の縁部において、当該メイン基板の前記グランドパターンと導通している、
無線通信装置。
【請求項５】
請求項２記載の無線通信装置において、
前記無線モジュール基板は、
前記他方の面の少なくとも一部を覆う金属のシールドケースを備えており、
前記導電体は、
前記無線モジュール基板の前記シールドケースに当接し、前記コネクタの接続方向と平行な方向に前記シールドケースを押圧する、
無線通信装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか１項記載の無線通信装置において、
前記無線モジュール基板の前記アンテナは、前記無線モジュール基板のうち、前記メイン基板の前記基板面における中央側に配置されており、
前記導電体と前記グランドパターンとの導通位置は、前記無線モジュール基板よりも、前記メイン基板の前記基板面における外縁側に位置する、
無線通信装置。
【請求項７】
アンテナとグランドとを備える無線モジュール基板と、
基板面に形成されるグランドパターンと、前記基板面に実装され前記グランドパターンと電気的に接続されるコネクタと、を備えたメイン基板と、
を有し、
前記無線モジュール基板は、
前記メイン基板に立設するように前記コネクタによって接続され、
前記コネクタは、
前記グランドと前記グランドパターンとを電気的に接続し、
更に、
前記グランドパターンは、前記基板面に、前記コネクタを囲むように配置される、
無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グランドパターンを備えたメイン基板に無線モジュール基板を設けた無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、装置筐体と、装置筐体内に配置され、無線通信装置の動作を制御する制御回路が設けられた制御基板と、装置筐体内に配置され、制御基板とコネクタを介して電気的に接続された通信基板と、制御基板と通信基板とを導通させるグランド用導通部材と、を備えた無線通信装置がある。
この無線通信装置では、２種類の基板を装置筐体内に収容することから、装置が大型化しないことが望まれる。
上記に対応し、特許文献１には、制御基板の端部において、当該制御基板に直交するように通信基板を配置した技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９１９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線モジュール基板のアンテナの特性は、アンテナの形状とそのアンテナに接続されるグランドの形状と、によって決定され、それ単体で１つの部品として所定の周波数特性が出るように設計されている。
無線通信装置に無線モジュール基板（特許文献１の通信基板に相当）を搭載する際、無線モジュール基板をメイン基板（特許文献１の制御基板に相当）に略直交するように配置し、メイン基板の端部に設けられたコネクタに無線モジュール基板の一方の面が接続され、メイン基板のグランドパターンと無線モジュール基板のグランドとがコネクタを介して接続される場合がある。
その場合、無線モジュール基板とコネクタとが接触する無線モジュール基板の一方の面の側には、メイン基板に備えられているグランドパターンが存在するが、無線モジュール基板とコネクタとが接触しない無線モジュール基板の他方の面の側には、メイン基板が存在しないためグランドパターンが存在しない。
故に、無線モジュール基板のアンテナのグランドパターンが非対称となるため、無線モジュール基板のアンテナの共振周波数が無線モジュール基板の部品としての設計値から大きくずれてしまう場合がある、という問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、無線モジュール基板をメイン基板に略直交するように配置したときに、無線モジュール基板のアンテナの共振周波数が設計値からずれるのを低減できる、無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本願発明は、アンテナとグランドとを備える無線モジュール基板と、グランドパターンと、基板面の端部に実装され前記グランドパターンと電気的に接続されるコネクタと、を備えたメイン基板と、を有し、前記無線モジュール基板は、前記無線モジュール基板の一方の面と前記メイン基板とが略直交になるように前記コネクタによって接続され、前記コネクタは、前記グランドと前記グランドパターンとを電気的に接続し、更に、前記無線モジュール基板の他方の面を前記メイン基板の前記基板面の延長上に囲むように配置され、前記グランドパターンと導通する導電体、を有する。
【０００７】
本構成では、無線モジュール基板の一方の面と前記メイン基板とが略直交になるようにコネクタによって接続され、無線モジュール基板の他方の面をメイン基板の基板面の延長上に囲むように導電体が配置されている。
この結果、メイン基板の端部に設けられる無線モジュール基板の他方の面側にも導電体によるグランドを配置することができるので、メイン基板の基板面に対し直交するように設けられる無線モジュール基板の周波数特性の変化を低減し、無線モジュール基板のアンテナの共振周波数が設計値から大きくずれるのを低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無線モジュール基板をメイン基板に略直交するように配置したときに、無線モジュール基板のアンテナの共振周波数が設計値からずれるのを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複合機の外観を表す斜視図である。
【図２】プリンタ部の内部構成を模式的に示す断面図である。
【図３】通信基板と制御基板との接続部近傍におけるグランド用導通部材の配置を表す斜視図である。
【図４】通信基板の詳細構造を表す斜視透視図である。
【図５】通信基板と制御基板との接続部近傍におけるグランド用導通部材の配置を表す、模式的上面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る、通信基板と制御基板との接続部近傍におけるグランド用導通部材の配置を表す、模式的上面図である。
【図７】グランド用導通部材を予めカバーに固定しておく変形例に係る、通信基板と制御基板との接続部近傍におけるグランド用導通部材の配置を表す、模式的上面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る通信基板と制御基板との接続部近傍配置を表す模式的上面図、及び、通信基板を制御基板の端部に立設した比較例における通信基板と制御基板との接続部近傍配置を表す模式的上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について、図１〜図５により説明する。なお、以下の説明においては、図１に示されるように、複合機１０を使用可能に設置した状態を基準として上下方向７が定義されている。パネル部１１０が設けられた側を複合機１０の前面として前後方向８が定義されている。複合機１０を前面側から見て左右方向９が定義されている。上下方向７、前後方向８、及び左右方向９は、互いに直交している。
【００１２】
＜複合機１０の概要＞
図１及び図２において、複合機１０は、概ね直方体形状の外観の装置筐体２１を備えている。複合機１０は、プリント、スキャン、コピー、及び外部機器との無線通信などの機能を有している。複合機１０は、無線通信装置の一例である。
【００１３】
複合機１０は、パネル部１１０を備えており、パネル部１１０は、装置筐体２１の前側に配置されている。複合機１０の上部にはスキャナ部１２が備えられ、複合機１０の下部にはプリンタ部１１が備えられている。スキャナ部１２は、原稿に記録された画像をイメージセンサ（不図示）によって読み取って画像データを取得する。プリンタ部１１は、給紙カセット３０に収容されたシート６に画像を記録する。
【００１４】
図２に示されるように、スキャナ部１２は、所謂フラットベッドスキャナとして構成されている。  プリンタ部１１は、給紙カセット３０、給送部４０、搬送部５０、及び記録部６０などを備えている。
【００１５】
＜給紙カセット３０＞
給紙カセット３０は、画像記録前のシート６を保持するメイントレイ３１と、画像記録後のシート６を保持する排紙トレイ３２とを備えている。図１に示されるように、給紙カセット３０は、装置筐体２１の下部に配置されている。給紙カセット３０は、装置筐体２１の前面に設けられた開口２２を通じて挿入及び脱抜可能である。
【００１６】
＜給送部４０＞
給送部４０は、支軸４１に一端部が回動可能に支持されたアーム４２を備えている。アーム４２には、支軸４１の回転を給送ローラ４３に伝達する複数個のギヤ４４が設けられている。支軸４１が不図示の駆動モータにより回転されると、給送ローラ４３が回転し、シート６が搬送路５１へ送り出される。
【００１７】
＜搬送部５０＞
搬送部５０は、搬送路５１を構成するガイド部材（不図示）及びプラテン５４と、搬送ローラ対５５と、排紙ローラ対５６とを備えている。搬送路５１は、１点鎖線により示される湾曲路５２と、２点鎖線により示される直線路５３とを備えている。
【００１８】
シート６は、搬送ローラ対５５及び排紙ローラ対５６により、プラテン５４上において間欠搬送され、記録部６０により画像を記録される。画像を記録されたシート６は、排紙ローラ対５６により、排紙トレイ３２に排出される。
【００１９】
＜記録部６０＞
記録部６０は、プラテン５４の上側に配置されたキャリッジ６１と、キャリッジ６１に搭載された記録ヘッド６２とを備えている。記録ヘッド６２は、供給されたインクをインク滴としてプラテン５４上のシート６へ吐出する。
【００２０】
＜装置筐体２１＞
装置筐体２１は、概ね直方体形状の外観である。図１に示されるように、この直方体形状の前側を構成する前壁３３は、左右方向９の両側に一対として設けられている。これら一対の前壁３３の間に、パネル部１１０が嵌め込まれる。  パネル部１１０は、概ね前後方向８に薄い直方体の箱形状の筐体１１１を備えている。筐体１１１の前面１１２に設けられた開口（不図示）を通じ、入力部１１３及び表示部１１４が外部に露出している。
【００２１】
＜制御基板９０＞
複合機１０は、後述する図３に示す制御基板９０を装置筐体２１の内部に備えている。制御基板９０は、ガラスエポキシや紙フェノールなどで構成されており、少なくとも表面に配線パターンが形成されたプリント基板である。制御基板９０は、メイン基板の一例である。制御基板９０は、その基板面８９が前後方向８及び左右方向９に拡がるように、言い替えれば、装置筐体２１の下面と略平行となるように、配置されている。基板面８９とは、後述する実装部品が実装される面である。
【００２２】
制御基板９０には、複合機１０の動作を制御する制御回路が設けられている。制御基板９０の基板面８９には、図示しないマイクロコンピュータ及び種々の実装部品などが実装されている。実装部品は、抵抗、ダイオード、コンデンサ、コイル等である。マイクロコンピュータにより、駆動モータ、記録ヘッド６２、及びスキャナ部１２などの駆動が制御される。
【００２３】
また、制御基板９０は、多層基板であり、内側の層にグランドパターン９１が形成されている。さらに、図３に示されるように、制御基板９０の基板面８９の前端部には、グランドパターン９１とリード９５を介して電気的に接続されたコネクタ９４が実装されている。
【００２４】
コネクタ９４は、後述する通信基板７０に実装されたコネクタ９６と接続され、コネクタ９６を介し通信基板７０と接続される。これにより、制御基板９０と通信基板７０との間が電気的に導通される。コネクタ９４のリード９５は屈曲しており、コネクタ９４は、制御基板９０に実装された状態においてコネクタ９６と接続される接続部が前方を向く。
【００２５】
＜通信基板７０＞
複合機１０は、図３及び後述する図４に示す通信基板７０を、装置筐体２１の内部に備えている。通信基板７０は、ガラスエポキシや紙フェノールなどで構成され、前面７２と後面７１とを備えたプリント基板である。図４に示すように、通信基板７０は、後面７１にグランドを含む配線パターンが形成され、また上部にアンテナパターン７３が形成されている。アンテナパターン７３がアンテナの一例であり、通信基板７０が無線モジュール基板の一例である。後面７１が一方の面の一例であり、前面７２が他方の面の一例である。
【００２６】
通信基板７０は、後面７１に実装されたコネクタ９６が制御基板９０に実装されたコネクタ９４と接続される。これによって、通信基板７０は、後面７１が制御基板９０と略直交するように、制御基板９０に支持される。通信基板７０は、制御基板９０に支持された状態において、図３に示されるように、制御基板９０から上方へ突出している。通信基板７０は、コネクタ９６，９４を介して制御基板９０と電気的に接続される。通信基板７０のグランドは、コネクタ９６，９４を介して制御基板９０のグランドパターンと電気的に接続される。通信基板７０の前面７２の少なくとも一部は、金属のシールドケース９７によって覆われている。
【００２７】
通信基板７０には、通信回路が設けられている。通信基板７０には、複合機１０と外部機器との間で無線通信を行うための種々の電子部品（不図示）が実装されている。外部機器としては、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータなどが挙げられる。無線通信の例としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や赤外線通信が挙げられる。これら種々の電子部品により、複合機１０と外部機器との間の無線通信が行われる。
【００２８】
＜グランド用導通部材８０＞
複合機１０は、グランド用導通部材８０を装置筐体２１の内部に備えている。グランド用導通部材８０は、導電体の一例である。図３に示されるグランド用導通部材８０は、導電性を有しており、例えばウレタンなどで構成された発泡体と、当該発泡体を覆う導電性を有するフィルムとで構成されている。
【００２９】
図５及び図３に示されるように、グランド用導通部材８０は、左導通部８０Ｌと、中間導通部８０Ｍと、右導通部８０Ｒと、を備えている。左導通部８０Ｌの後端及び右導通部８０Ｒの後端は、それぞれ、制御基板９０の前端部に貼り付けられている。中間導通部８０Ｍの左端に左導通部８０Ｌの前端が貼り付けられ、中間導通部８０Ｍの右端に右導通部８０Ｒの前端が貼り付けられている。中間導通部８０Ｍの後縁部は、通信基板７０の前面７２に設けたシールドケース９７の前側に接している。この結果、グランド用導通部材８０は、通信基板７０の前面７２側を、制御基板９０の基板面８９の延長上に囲むように配置されている。なお、上述の各導通部８０Ｌ，８０Ｒ，８０Ｍの貼り付けは、例えば導電性接着剤等によって行われる。
【００３０】
通常、プリント基板の表面に形成された配線パターンは、半田を付着させる箇所以外においてレジストで覆われている。制御基板９０の前端部における左導通部８０Ｌ及び右導通部８０Ｒが貼り付けられる部分は、配線パターンがレジストに覆われることなく露出している。これにより、制御基板９０のグランドパターンは、グランド用導通部材８０に電気的に導通される。
【００３１】
＜第１実施形態の効果＞
以上のように構成した本実施形態によれば、通信基板７０の後面７１と制御基板９０とが略直交になるようにコネクタ９６，９４によって接続され、通信基板７０の前面７２側を制御基板９０の基板面８９の延長上に囲むようにグランド用導通部材８０が配置されている。
この結果、制御基板９０の端部に設けられる通信基板７０の前面７２側にもグランド用導通部材８０によるグランドを配置することができるので、制御基板９０の基板面８９に対し直交するように設けられる通信基板７０の周波数特性の変化を低減し、通信基板７０のアンテナの共振周波数が設計値から大きくずれるのを低減することができる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について、図６及び図７により説明する。第１実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【００３３】
図６において、本実施形態では、制御基板９０が、前端部に開口を有する略方形の切り欠き９９を備えている。コネクタ９４は、略方形の切り欠き９９を形成する左縁部９９ｌ、後縁部９９ｂ、右縁部９９ｒのうち開口と対向する後縁部９９ｂの傍に実装されている。左縁部９９ｌ、後縁部９９ｂ、右縁部９９ｒが、切り欠き９９を形成する３辺の一例であり、後縁部９９ｂが、開口と対向する１辺の一例である。
【００３４】
通信基板７０は、切り欠き９９の内側の位置に、後面７１の幅方向が後縁部９９ｂと平行になるようにコネクタ９４，９６によって接続されている。通信基板７０のアンテナパターン７３は、前述したように、通信基板７０のうち後側の後面７１に配置されている。この後側が、制御基板９０の基板面８９における中央側の一例である。
【００３５】
グランド用導通部材８０は、切り欠き９９を構成する開口の縁部において、通信基板７０のグランドパターンと導通している。グランド用導通部材８０と制御基板９０のグランドパターンとの導通位置は、通信基板７０よりも前側に位置している。この前側が、制御基板９０の基板面８９における外縁側の一例である。
またグランド用導通部材８０は、通信基板７０のシールドケース９７に当接する。これにより、グランド用導通部材８０は、コネクタ９４への接続方向である矢印アと平行な、矢印イで表す方向にシールドケース９７を押圧する。言い替えれば、グランド用導通部材８０は、シールドケース９７を介して通信基板７０の前面７２に当接し、矢印イの方向に前面７２を押圧する。
以上の結果、第１実施形態と同様、グランド用導通部材８０は、通信基板７０の前面７２側を、制御基板９０の基板面８９の延長上に囲むように配置されている。
【００３６】
なお、グランド用導通部材８０の前方側には、装置筐体２１の内部に配置される、樹脂製のカバー９８の突起部９８Ａが当接する。
【００３７】
＜第２実施形態の効果＞
本実施形態によれば、通信基板７０を制御基板９０の端部に垂直に設ける場合であっても、制御基板９０の切り欠き９９の内部に配置される。このため、通信基板７０の厚さ方向寸法によって複合機１０全体が制御基板９０の前後方向に大型化するのを抑制することができる。
【００３８】
また、本実施形態では特に、通信基板７０の前面７２の少なくとも一部が金属のシールドケース９７によって覆われ、グランド用導通部材８０は通信基板７０のシールドケース９７に当接する。これにより、金属のシールドケース９７によって通信基板７０に配置された通信回路に対する保護を図りつつ、グランド用導通部材８０の接触によって通信基板７０をコネクタ９４の接続方向に押圧することができる。
【００３９】
また、本実施形態では特に、グランド用導通部材８０の当接により通信基板７０が受ける荷重の向きが、コネクタ９４への接続方向と一致する。これにより、導電体の接触による荷重の向きがコネクタへの差込方向と逆向きである従来構造に比べて、通信基板７０がコネクタ９４から外れる恐れを、低減することができる。
【００４０】
なお、図７に示すように、予めグランド用導通部材８０をカバー９８の突起部９８Ａに対し貼り付け等により固定しておいてもよい。この場合、カバー９８の組立の際に、破線矢印に示すようにグランド用導通部材８０の左右端が、それぞれ切り欠き９９を構成する開口の縁部に接し、導通される。また、カバー９８の組立により、前述と同様、グランド用導通部材８０が矢印アと平行な矢印イの方向にシールドケース９７を押圧する。
【００４１】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について、図８（ａ）及び図８（ｂ）により説明する。本実施形態は、グランド用導通部材８０を省略した場合の実施形態である。第１実施形態及び第２実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【００４２】
図８（ａ）に示すように、本実施形態では、アンテナパターン７３とグランド（不図示）とを備える通信基板７０と、制御基板９０と、が備えられる。制御基板９０は、基板面８９に形成されるグランドパターン９１と、基板面８９に実装されグランドパターン９１と通信基板７０と電気的に接続されるコネクタ９４と、コネクタ９４とグランドパターン９１とを電気的に接続するリード９５と、を有している。
【００４３】
通信基板７０は、制御基板９０に立設するようにコネクタ９４によって接続されている。アンテナパターン７３（鎖線）は、前面７２に設けられている。コネクタ９４は、後面７１に設けられ、リード９５を介して通信基板７０のグランドと、制御基板９０のグランドパターン９１とを電気的に接続する。これにより、制御基板９０のグランドパターン９１は、基板面８９に、コネクタ９４を囲むように配置されている。
【００４４】
＜第３実施形態の効果＞
本実施形態によれば、通信基板７０のグランドがコネクタ９４によって制御基板９０のグランドパターン９１に接続され、そして、制御基板９０のグランドパターン９１は、そのコネクタ９４を囲むように配置される。
例えば、図８（ｂ）に示す構成では、制御基板９０の端部に設けたグランドパターン９１に対しコネクタ９４を介して通信基板７０が接続される結果、通信基板７０の図示手前側にはグランドパターン９１が配置されない。これに対し、本実施形態によれば、上述の構成の結果、通信基板７０の図示手前側にも背後側にもグランドパターンが配置されるので、制御基板９０に対し立設される通信基板７０の周波数特性の変化を低減し、通信基板７０のアンテナパターン７３の共振周波数が設計値から大きくずれるのを低減することができる。
【００４５】
なお、以上既に述べた以外にも、上記実施形態による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【００４６】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００４７】
１０              複合機（無線通信装置）
７０              通信基板（無線モジュール基板）
７１              後面（一方の面）
７２              前面（他方の面）
７３              アンテナパターン（アンテナ）
８０              グランド用導通部材（導電体）
９０              制御基板（メイン基板）
９４              コネクタ
９９              切り欠き
９９ｂ            後縁部（開口と対向する１辺）
９９ｌ            左縁部
９９ｒ            右縁部
【図１】
2020053911.tif 000003
【図２】
2020053911.tif 000004
【図３】
2020053911.tif 000005
【図４】
2020053911.tif 000006
【図５】
2020053911.tif 000007
【図６】
2020053911.tif 000008
【図７】
2020053911.tif 000009
【図８】
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