(57)【要約】【課題】従来は、避雷針を、避雷対象物であるタッチパネルとは別部材で構成しているため、機器全体のサイズの増大につながり、製造上の難しさが伴う。また避雷針を無線通信アンテナの近くに配置するとアンテナの特性に影響を与える。【解決手段】外部の装置との無線通信を可能にするために画像形成装置に組み込まれる基板であって、前記基板の第１面側に、前記無線通信で用いられる電波を受信するアンテナとして機能するアンテナパターンがプリント配線によって形成され、かつ、前記基板の前記第１面側と反対の第２面側に前記基板のグランドパターンがプリント配線によって形成される。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の装置との無線通信を可能にするために画像形成装置に組み込まれる基板であって、
前記基板の第１面側に、前記無線通信で用いられる電波を受信するアンテナとして機能するアンテナパターンがプリント配線によって形成され、かつ、前記基板の前記第１面側と反対の第２面側に前記基板のグランドパターンがプリント配線によって形成されることを特徴とする基板。
【請求項２】
前記グランドパターンの一部は、前記画像形成装置の外部からの静電気が前記アンテナパターンではなく当該一部に印加されるような位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板。
【請求項３】
前記グランドパターンの一部は、前記アンテナパターンの形成位置の一部にだけ重なる位置で、かつ、前記静電気の侵入方向側の位置に形成されることを特徴とする請求項２に記載の基板。
【請求項４】
前記基板は、前記画像形成装置の操作部の内部に組み込まれる基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板。
【請求項５】
前記グランドパターンは、静電気をグラウンドへ放出する部材で形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板。
【請求項６】
前記基板は、当該基板を前記画像形成装置の筐体に接続するための取り付け部を、更に有し、
静電気をグラウンドに放出する前記部材は、前記取り付け部に取り付けられた金属部材を介して静電気をグラウンドに放出することを特徴とする請求項５に記載の基板。
【請求項７】
前記基板の前記アンテナパターンの端部と、前記グランドパターンの一部の端部の位置とが略一致するように配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板。
【請求項８】
前記基板は、前記無線通信の制御を行うＩＣ（Integrated Circuit）を備え、
前記アンテナパターンは、前記ＩＣに接続されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板。
【請求項９】
前記グランドパターンの一部の面積は、前記アンテナパターンで囲まれた面積よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の基板。
【請求項１０】
前記グランドパターンの一部の面積は、前記アンテナパターンで囲まれた面積の３分の１以下であることを特徴とする請求項９に記載の基板。
【請求項１１】
前記無線通信は、ＮＦＣ（Near Field Communication）通信であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の基板。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の基板を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板とその基板を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の情報機器の操作パネルユニットに避雷針を固定する技術として、例えば特許文献１には、タッチパネルの近傍で静電気を誘導するための針金を、タッチパネルのケースに保持部材で固定する操作パネルユニットの避雷針固定構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８２６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、避雷針を避雷対象物であるタッチパネルとは別部材で構成しているため、その設置場所が必要になり、機器全体のサイズの増大につながる。またタッチパネルと避雷針とを別部材で保持する構成であるため、狭い場所へ避雷針を設置しなければならず製造上の難しさが伴う。また避雷対象物が、例えば無線通信アンテナである場合、避雷針を無線通信アンテナの近くに配置するとアンテナの特性に影響を与えるという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決することにある。
【０００６】
本発明の特徴は、画像形成装置全体のサイズの増大を抑え、かつアンテナの特性への影響を少なくして、静電気によるノイズの発生を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る基板は以下のような構成を備える。即ち、
外部の装置との無線通信を可能にするために画像形成装置に組み込まれる基板であって、
前記基板の第１面側に、前記無線通信で用いられる電波を受信するアンテナとして機能するアンテナパターンがプリント配線によって形成され、かつ、前記基板の前記第１面側と反対の第２面側に前記基板のグランドパターンがプリント配線によって形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板とアンテナパターンとを一体化した構造とするため、コンパクトで、かつアンテナ特性への影響を少なくできるという効果がある。
【０００９】
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
【図１】印刷装置の操作部に組み込まれたＮＦＣ用の無線通信モジュール基板に静電気が印加される経路を説明する断面図。
【図２】実施形態１に係る無線通信用基板のアンテナパターンが配置された面の詳細を示す図。
【図３】実施形態１に係る無線通信用基板のアンテナパターンが配置された面と反対側の基板面を示す図。
【図４】実施形態２に係る無線通信用基板のアンテナパターンが配置された面と反対側の基板面を示す図。
【図５】実施形態に係る静電気除去シートの占有面積を決めるために、実験にてアンテナパターンの通信距離を測定した結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１２】
図１は、印刷装置の操作部に組み込まれたＮＦＣ用の無線通信モジュール基板に静電気が印加される経路を説明する断面図である。図１（Ａ）では、印刷装置の操作部の内部に無線通信モジュール基板１００が実装されており、左上に図示しているモバイル端末と通信を行っている状態を示している。
【００１３】
図１（Ａ）において、操作部の外装は部材１１０と１１１とを有し、部材１１０と１１１との間に隙間が存在するため、この隙間より静電気が図示したように侵入し、無線通信モジュール基板１００のアンテナパターン１０１へ印加される。
【００１４】
そこで本実施形態１では、図１（Ｂ）に示すように、隙間より侵入した静電気が避雷針部材（静電気除去部材）１０２へ印加され、その静電気を図示しないグランドへ放電している。こうして無線通信モジュール基板１００とアンテナパターン１０１への影響を排除するようにしている。
【００１５】
以下、具体例を詳しく説明する。
【００１６】
図２は、実施形態１に係る無線通信用基板２００のアンテナパターン２０３が配置された基板面の詳細を示す図である。
【００１７】
この無線通信用基板２００は、例えば多機能処理装置（印刷装置）の操作部に組み込まれたＮＦＣ（Near Field Communication）通信を行うための無線通信用基板である。アンテナパターン２０３は、この無線通信用基板２００上にプリント配線によって形成されたＮＦＣデバイスと通信するためのアンテナパターンである。ＬＳＩ(Large-Scale Integration)２０４は、ＮＦＣ通信を制御するＬＳＩである。コネクタ２０５は、ＬＳＩ２０４を制御する印刷装置の主制御部（ホストコントローラ（不図示））と電気的に接続している。尚、ここでコネクタ２０５とＬＳＩ２０４との間の回路部品及び配線パターンなどは図示を省略している。取り付け穴２０６は、この無線通信用基板２００を印刷装置の筺体金属部と締結して、無線通信用基板２００を印刷装置本体に取り付けるための穴で、この基板２００のグランドパターン２０７（図３）と接続されている。
【００１８】
図２において。矢印２０１は、この無線通信用基板２００に静電気が印加される方向を示している。これは図１に示す静電気の侵入方向に相当している。即ち、図１における部材１１０と１１１の隙間から静電気がアンテナパターンへ印加される方向に該当している。このように無線通信用基板２００に静電気が印加されると、無線通信用のアンテナの性能が劣化する可能性があるため、静電気による影響を最小限に抑えることが本実施形態の目的である。
【００１９】
図３は、実施形態１に係る無線通信用基板２００のアンテナパターンが配置された面と反対側の基板面を示す図である。この無線通信用基板２００は、例えば印刷装置や携帯端末などの電子機器に、無線通信用の回路とアンテナパターンを搭載した無線通信用基板として収容されている。
【００２０】
ここではアンテナパターン２０３の反対側の基板面に、導電性部材であるアルミ製の静電気除去シート２０８を基板２００へ密着して貼り、静電気除去シート２０８を基板２００の取り付け穴２０６を使って筺体金属とビスにより締結する。これにより静電気除去シート２０８に印加された静電気を、取り付け穴２０６を介して電子機器のグランドに流している。静電気除去シート２０８は導電性部材で構成されているため、アンテナパターン２０３と同じ基板２００の面に貼りつけると、アンテナとしての性能を劣化させる。このため実施形態１では、静電気除去シート２０８を、厚さが略１．６ミリの基板２００のアンテナパターン２０３が配置されている面の反対面に貼りつけることでアンテナ性能の劣化を防止している。また静電気が印加される基板の箇所の近傍で、静電気除去シート２０８の端部をアンテナパターン２０３の端部と略一致させることにより、静電気がアンテナパターン２０３に侵入する経路途中に静電気除去シート２０８が配置される構造としている。
【００２１】
ここで静電気除去シート２０８の面積は、図５に示す検討結果に基づいて、アンテナパターン２０８の占める面積の略３分の１としている。
【００２２】
図２において、アンテナパターン２０３は、１５ミリ×５０ミリの領域を占めており、静電気除去シート２０８は、アンテナパターン２０３の反対面にアンテナの占める面積の略３分の１である５ミリ幅で貼り付けられている。
【００２３】
尚、この静電気除去シート２０８は、シート状のものでなくても、プリント配線によって基板上に形成されたものであっても良い。
【００２４】
図５は、実施形態に係る静電気除去シートの占有面積を決めるために、実験によりアンテナパターン２０３の通信距離を測定した結果を示す図である。
【００２５】
静電気除去シートを設けない時、静電気除去シートの幅が５ｍｍのとき、静電気除去シートの幅が７ｍｍのとき、それぞれの相手装置との通信距離を示している。ここで測定値は±約２ミリの誤差を持つ。また、相手装置はＮＦＣリーダライタ内蔵のモバイル端末を使用した。ここでの測定方法は、アンテナパターン２０３の対角中心とモバイル端末のアンテナの中心をほぼ一致させ、図２の横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向、基板２００と垂直の方向をＺ方向としている。
【００２６】
図５に示す結果から、静電気除去シートが無い場合と、避静電気除去シートの幅が５ｍｍの場合は、アンテナの性能に顕著な劣化がみられない。しかし静電気除去シートの幅が７ｍｍの場合は、Ｚ方向、Ｙ方向、Ｘ方向のそれぞれで通信距離が６〜２０ｍｍ短くなっていて、アンテナの性能に劣化がみられることがわかる。
【００２７】
この結果に基づいて、アンテナパターン２０３の反対面での静電気除去シート２０８の幅を、アンテナパターン２０３の幅１５ｍｍの３分の１以下の５ｍｍとすることで、アンテナの性能へ影響を与えないことがわかる。即ち、アンテナパターン２０３の真裏の静電気除去シート２０８のサイズを、アンテナパターン２０３の有効面積の３分の１以下とすることにより、アンテナの性能へ影響を少なくするようにしている。
【００２８】
以上説明したように本実施形態１によれば、アンテナパターンが配置された基板面の反対側の基板面に静電気除去シートを配置し、その静電気除去シートのサイズをアンテナパターンのアンテナ性能に影響を与えないサイズとする。これにより、無線通信用基板に印加される静電気による影響を少なくできる。
【００２９】
［実施形態２］
次に本発明の実施形態２を説明する。実施形態２では、無線通信用基板のアンテナパターンの反対面に配置されたグランドパターンを、アンテナパターンの反対面に幅５ｍｍで延長して形成する。これにより、静電気除去の役目を果たすプリント配線パターンとしている。実施形態２の効果は、前述の実施形態１と同じであることが確かめられている。
【００３０】
図４は、実施形態２に係る無線通信用基板のアンテナパターンが配置された面と反対側の基板面を示す図である。
【００３１】
図４では、図３の静電気除去シート２０８とグランドパターン２０７の両方が、グランドパターン４０１に含まれている。
【００３２】
上述の実施形態１では、基板２００に静電気除去シート２０８を貼るための部材と作業のためのコストが発生し、それが製品コストに加わることになる。しかし実施形態２では、静電気除去シート２０８が不要となるため部材コストと貼りつけるための作業コストを削減できる。
【００３３】
また、実施形態１の適用例は、基板２００を複数の異なる装置に組み込む場合に、静電気対策が必要な装置に組み込む場合には静電気除去シート２０８を貼ることにより対応できる。また静電気対策の不要な装置に組み込む場合は、基板２００に静電気除去シートを貼らないことで、共通の基板を、異なった構造の装置へ組み込むことができる。
【００３４】
また組み込まれる装置の形状によって、静電気が印加される方向が上述の実施形態１とは異なる場合、静電気が印加される方向に応じて、静電気除去シートの形状を変えることで対応することができる。
【００３５】
一方、実施形態２の適用例は、静電気が印加される方向が一定している条件の装置に組み込む場合に有効である。実施形態２では、基板に静電気除去シートを貼る必要がないため、部材コストと貼り付け作業コストを削減することが可能となる。
【００３６】
以上説明したように実施形態に係るアンテナ基板は、無線通信アンテナパターンを基板に形成し、そのアンテナパターンの反対面にアンテナパターンの面積の略３分の１以内の静電気除去シートを配置し、その静電気除去シートを接地することにより実現される。
【００３７】
また他の実施形態によれば、無線通信用基板のアンテナパターンの反対面に配置されたグランドパターンを、アンテナパターンの反対面で延長して形成することにより、静電気除去の役目を果たす配線パターンとして機能させることができる。
【００３８】
（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
【符号の説明】
【００３９】
２００…無線通信用基板、２０３…アンテナパターン、２０４…ＬＳＩ、２０５…コネクタ、２０６…取り付け穴、２０７，４０１…グランドパターン，２０８…静電気除去シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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