(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板であって、
制御信号に従って制御対象を制御する制御回路と、
前記回路基板の入力端子と接続され、前記入力端子を介して信号が入力されると当該入力された信号に応じて前記制御信号を前記制御回路へ出力する信号入力回路と、を備え、
前記信号入力回路は、複数の受動素子によって構成され、かつ、前記回路基板の外部で生じた静電気放電によって前記制御信号に重畳されるノイズをフィルタリングするフィルタ回路を備え、
前記入力端子と前記制御回路との間で信号が伝送される、前記回路基板に形成された信号パターンと、前記回路基板のグランド端子と接続されたグランドプレーンであって前記回路基板に形成された前記グランドプレーンとの間に受動素子を設けず、前記信号パターンと、前記制御回路に電源電圧を供給するための電源ラインとの間に受動素子を設けることによって、前記フィルタ回路が構成されている、
ことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記フィルタ回路は、前記静電気放電によって前記制御信号に重畳される高周波成分のノイズをフィルタリングするローパスフィルタである、
ことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記フィルタ回路は、
前記入力端子と前記制御回路との間の接続ラインに設けられた第１受動素子と、
前記第１受動素子と前記制御回路との間の接続ラインに一端が接続され、かつ、前記電源ラインに他端が接続された第２受動素子と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記信号入力回路は、前記入力端子と前記制御回路との間の接続ラインに設けられ、かつ、前記電源ラインから電源電圧の供給を受けて動作する半導体素子であって、前記入力された信号に応じて前記制御信号を出力する半導体素子を備え、
前記フィルタ回路は、
前記半導体素子と前記制御回路との間の接続ラインに設けられた第１受動素子と、前記第１受動素子と前記制御回路との間の接続ラインに一端が接続され、かつ、前記電源ラインに他端が接続された第２受動素子と、を備える第１フィルタ回路と、
前記入力端子と前記半導体素子との間の接続ラインに設けられた第３受動素子と、前記第３受動素子と前記半導体素子との接続ラインに一端が接続され、かつ、前記電源ラインに他端が接続された第４受動素子と、を備える第２フィルタ回路と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
【請求項５】
前記第１受動素子は抵抗素子またはインダクタであり、
前記第２受動素子はコンデンサである、
ことを特徴とする請求項３に記載の回路基板。
【請求項６】
前記第１受動素子及び前記第３受動素子は抵抗素子またはインダクタであり、
前記第２受動素子及び前記第４受動素子はコンデンサである、
ことを特徴とする請求項４に記載の回路基板。
【請求項７】
前記電源ラインは、直流電源電圧を供給するために用いられる、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項８】
前記回路基板は、絶縁層を挟んで配置された第１面及び第２面で構成される二層基板であり、
前記第１面には、前記制御回路、前記信号入力回路及び前記信号パターンが設けられ、
前記第２面には、前記グランドプレーンが設けられる、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項９】
画像形成装置であって、
前記画像形成装置の金属筐体に対して取り付けられた、請求項１から８のいずれか１項に記載の回路基板と、
前記回路基板に設けられた前記制御回路によって制御されるモータと、
前記モータによって回転駆動されるローラと、を備え、
前記回路基板のグランド端子は、前記金属筐体と接続されており、
前記ローラは、当該ローラと接触するシートと当該ローラとの摩擦によって前記金属筐体に対して静電気放電が生じる程度に、前記金属筐体の近傍に設けられている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記ローラは、給紙部からシートを搬送路へ給紙する給紙ローラ、前記搬送路においてシートを搬送する搬送ローラ、または前記搬送路を搬送されてきたシートを排紙部へ排紙する排紙ローラである、
ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
像担持体と、
前記ローラによって搬送されるシートに転写すべき画像を前記像担持体に形成する画像形成手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置内で静電気放電の影響を受けやすい位置に配置される回路基板、及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、動作時に装置内の様々な箇所で静電気が発生する。例えば、画像形成（印刷）の動作では、給紙部から用紙が給紙され、電子写真方式の各プロセスにより当該用紙上に画像が形成された後、当該用紙は装置外へ出力される。このような動作において、用紙を搬送するローラ等の用紙搬送機構と用紙との摩擦によって静電気が発生し、発生した静電気が特定の箇所に蓄積する。更に、その特定の箇所の電位がある電位に達すると絶縁破壊が生じ、電気的インピーダンスが低い箇所への放電が生じる。このような放電によって、画像形成装置内に配置されたプリント基板（回路基板）上の回路の動作に不具合が生じる場合がある。
【０００３】
特許文献１及び２には、このような静電気放電（ＥＳＤ：Electro-Static Discharge）によって回路に不具合が生じるのを防止するための技術が開示されている。特許文献１には、回路の入力端子と出力端子との間の信号線路に、それぞれ１つ以上のダイオードで構成された複数の静電気保護回路を接続する回路構成が開示されており、各ダイオードは、信号線路と正極性または負極性の電源端子との間に接続されている。特許文献２には、入力端子と増幅器との間に、グランドに接続された受動素子を含む複数の受動素子で構成されたπ型ハイパスフィルタを設けた静電破壊防止回路が開示されている。特許文献２では、更に、ハイパスフィルタ内の信号線路を、２つのダイオードで構成された静電放電素子によってグランドに接続している。
【０００４】
このようなＥＳＤに関して、非特許文献１には、ＥＳＤは高周波成分を含む高電位及び大電流のエネルギーの放出であり、放電電流が回路の信号線路に直接流れなくても、ＥＳＤの発生位置の近傍にある回路はＥＳＤの影響を受けうることが記載されている。具体的には、ＥＳＤにより発生した電磁界に起因して容量性結合や誘導性結合が生じることで、回路の信号線路に静電気エネルギーが重畳され、当該回路の動作に不具合が生じる。
【０００５】
画像形成装置では、動作時に特定の箇所に蓄積した静電気エネルギーは、多くの場合、近傍の金属筐体へ放出される。金属筐体に放出された静電気エネルギーは、金属筐体を伝搬して大地（アース）へ流れる。画像形成装置内に配置されたプリント基板上に形成された回路のグランドは、通常、ネジ止め等によって金属筐体に接続されている。このようなプリント基板近傍の金属筐体に対してＥＳＤが発生した場合、放出された静電気エネルギーは、プリント基板上の回路のグランドにも流れ込むことがある。その場合、非特許文献１に示される容量性結合や誘導性結合が生じることで、高周波成分を含む静電気エネルギーが、プリント基板上の信号線路にノイズとして重畳される。その結果、当該信号線路が接続された半導体デバイス（例えば、ＡＳＩＣ）に誤動作が生じる。このため、画像形成装置では、ＥＳＤに起因するこのようなデバイスの誤動作を防止することが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１６３４２３号公報
【特許文献２】特開２００２−２４６９３４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Clayton R. Paul原著、「ＥＭＣ概論」、ミマツデータシステム出版、1996年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、画像形成装置においてＥＳＤによって生じるデバイスの動作の不具合に、上述の従来技術では十分に対処できない可能性がある。具体的には、特許文献１のようにダイオードで構成された保護回路では、静電気エネルギーに起因して高周波成分を有するノイズが信号線路に重畳されると、そのような高周波成分のノイズに対してダイオードのスイッチング速度が不十分である場合がある。その場合、デバイスの動作の不具合の原因となるノイズを十分に遮断できない。また、特許文献２のように信号線路とグランドとの間にフィルタが設けられている場合、グランドに流れ込んだ静電気エネルギーが、フィルタを構成する受動素子を介して信号線路に重畳され、デバイスの動作の不具合が生じる可能性がある。
【０００９】
本発明は、画像形成装置の動作中に静電気放電が発生した場合に、画像形成装置の筐体に取り付けられた回路基板の信号線路に生じるノイズによって当該回路基板上の回路の動作に不具合が生じることを防止するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、例えば、回路基板として実現できる。本発明の一態様に係る回路基板は、制御信号に従って制御対象を制御する制御回路と、前記回路基板の入力端子と接続され、前記入力端子を介して信号が入力されると当該入力された信号に応じて前記制御信号を前記制御回路へ出力する信号入力回路と、を備え、前記信号入力回路は、複数の受動素子によって構成され、かつ、前記回路基板の外部で生じた静電気放電によって前記制御信号に重畳されるノイズをフィルタリングするフィルタ回路を備え、前記入力端子と前記制御回路との間で信号が伝送される、前記回路基板に形成された信号パターンと、前記回路基板のグランド端子と接続されたグランドプレーンであって前記回路基板に形成された前記グランドプレーンとの間に受動素子を設けず、前記信号パターンと、前記制御回路に電圧を供給するための電源ラインとの間に受動素子を設けることによって、前記フィルタ回路が構成されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像形成装置の動作中に静電気放電が発生した場合に、画像形成装置の筐体に取り付けられた回路基板の信号線路に生じるノイズによって当該回路基板上の回路の動作に不具合が生じることを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概略的な構成例を示す断面図。
【図２】搬送ローラを駆動する搬送モータの駆動制御系の構成例を示す図。
【図３】搬送モータ駆動基板上に形成される駆動制御回路の構成例を示す図。
【図４】画像形成装置の金属筐体への搬送モータ駆動基板の実装状態の例を示す図。
【図５】搬送モータ駆動基板上に実装された回路の拡大図。
【図６】図５の領域５０を分布定数回路でモデル化した等価回路を示す図。
【図７】イネーブル信号回路の一部を被測定回路とした回路構成例を示す図。
【図８】図７に示す被測定回路を用いた実験で観測された信号波形を示す図。
【図９】画像形成装置の金属筐体への被測定回路基板の実装状態の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１４】
＜画像形成装置＞
図１は、画像形成装置１００の概略的な構成例を示す断面図である。画像形成装置１００は、単色画像を形成する画像形成装置であってもよいが、ここでは、複数色のトナー（現像剤）を用いて多色画像を形成する画像形成装置を想定する。画像形成装置１００は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機（ＭＦＰ）、及びファクシミリ装置のいずれであってもよい。
【００１５】
画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、及びブラック（Ｋ）色の４色のトナーを用いてトナー画像を形成する４つの画像形成ステーションを備えている。図２では、Ｙ色のステーションの構成部品にのみ参照番号を付与しているが、４つのステーションはいずれも同一の構成を採用可能である。なお、各ステーションは、感光ドラム１１１や中間転写ベルト１１６等の像担持体にトナーを用いて画像を形成する画像形成手段の一例である。
【００１６】
感光ドラム（感光体）１１１は、静電潜像及びトナー画像を担持する円筒状の像担持体であり、矢印Ａの方向に回転する。感光ドラム１１１の外周面に対向して、一次帯電部１１２、露光部１１３、現像部１１４、中間転写ベルト１１６及びドラムクリーナ１１５が配置されている。また、中間転写ベルト１１６を介して感光ドラム１１１と対向する位置には、一次転写ローラ１１７が配置されている。
【００１７】
一次帯電部１１２は、回転する感光ドラム１１１を一様に帯電させる。露光部１１３は、画像信号に基づいて変調したレーザ光（光ビーム）を出力し、感光ドラム１１１の表面をレーザ光で走査する。これにより、感光ドラム１１１上に静電潜像が形成される。現像部１１４は、トナーを用いて静電潜像を現像し、感光ドラム１１１上にトナー画像を形成する。一次転写ローラ１１７は、感光ドラム１１１上のトナー画像を中間転写ベルト１１６に一次転写する。
【００１８】
中間転写ベルト１１６は、矢印Ｂの方向に回転している。中間転写ベルト１１６上のトナー画像は、中間転写ベルト１１６と二次転写ローラ１２３とによって形成された二次転写部へ搬送される。その間、各ステーションの感光ドラム１１１上に形成された各色のトナー画像が順に中間転写ベルト１１６上に重ね合わせて一次転写されることで、多色のトナー画像が中間転写ベルト１１６上に形成される。
【００１９】
給紙カセット（給紙部）１２０内のシートＰは、給紙ローラ（ピックアップローラ）１２１によってシート搬送路へ給紙される。シートＰは、記録紙、記録材、記録媒体、用紙、転写材、転写紙等と称されてもよい。シート搬送路へ給紙されたシートＰは、搬送ローラ１２２によって二次転写部へ搬送される。二次転写部において、中間転写ベルト１１６によって搬送されてきたトナー画像がシートＰに二次転写される。定着部１２５は、トナー画像に熱及び圧力を加えて、シートＰ上に定着させる。その後、トナー画像が定着したシートＰは排紙ローラ１２６によって排紙トレイ（排紙部）へ排紙される。
【００２０】
なお、中間転写ベルト１１６へのトナー画像の転写後に感光ドラム１１１の表面に残留したトナーは、ドラムクリーナ１１５によって除去（回収）される。シートＰへのトナー画像の転写後に中間転写ベルト１１６の表面に残留したトナーは、ベルトクリーナ１１８によって除去（回収）される。
【００２１】
＜搬送モータの駆動制御系＞
図２は、搬送ローラ１２２を回転駆動する搬送モータ２０３と、搬送モータ２０３の駆動制御を行う駆動制御系の構成例を示す図である。本体制御基板２０１及び搬送モータ駆動基板２０２は、例えば、画像形成装置１００の背面側に配置され、画像形成装置１００の金属筐体（図示せず）に対して取り付けられる。また、搬送モータ駆動基板２０２及び搬送モータ２０３は、搬送ローラ１２２の近傍に配置される。搬送ローラ１２２は、搬送ローラ１２２と接触するシートＰと搬送ローラ１２２との摩擦によって画像形成装置１００の金属筐体に対して静電気放電が生じる程度に、画像形成装置１００の金属筐体の近傍に配置される。なお、本体制御基板２０１及び搬送モータ駆動基板２０２は、画像形成装置１００の金属筐体（図示せず）を介して大地（アース）２０９，２１０と接続される。
【００２２】
本体制御基板２０１は、画像形成装置１００の動作を制御する。搬送モータ駆動基板２０２は、本体制御基板２０１による制御に従って、搬送モータ２０３の駆動制御を行う。本体制御基板２０１と搬送モータ駆動基板２０２とは、複数の制御信号線２０４、クロック線２０５、ロジック回路用の電源線である第１電源線２０６、及び搬送モータ駆動用の電源線である第２電源線２０７によって接続されている。搬送モータ駆動基板２０２と搬送モータ２０３とは、複数のモータ駆動信号線２０８によって接続されている。なお、ピックアップローラ１２１及び排紙ローラ１２６等の他のローラについても、搬送ローラ１２２と同様、各ローラを回転駆動するモータと、当該モータの制御用のモータ制御基板とが設けられている。このような他のローラも、画像形成装置１００の金属筐体の近傍に配置されている場合、ローラとシートＰとの摩擦によって画像形成装置１００の金属筐体に対して静電気放電が生じ、対応するモータ制御基板が静電気放電の影響を受けることがありうる。本実施形態は、そのようなモータ制御基板に対しても適用可能である。
【００２３】
＜搬送モータ駆動基板の回路構成＞
図３は、搬送モータ駆動基板２０２上に形成される、搬送モータ２０３の駆動制御回路の構成例を示す図である。図３に示すように、搬送モータ駆動基板２０２上には、モータ制御ＩＣ３０５と、モータ制御ＩＣ３０５に接続された、イネーブル信号回路３０、クロック入力回路３１及び電流設定回路３２２が設けられている。本実施形態では、モータ制御ＩＣ３０５は、本体制御基板２０１からの制御信号に従って、制御対象である搬送モータ２０３を制御する制御回路の一例である。また、イネーブル信号回路３０及びクロック入力回路３１は、搬送モータ駆動基板２０２（回路基板）の入力端子３０１，３１１とそれぞれ接続され、当該入力端子を介して本体制御基板２０１から信号が入力される信号入力回路の一例である。イネーブル信号回路３０及びクロック入力回路３１は、本体制御基板２０１から信号（制御信号）が入力されると、当該入力された信号に応じて制御信号をモータ制御ＩＣ３０５へ出力する。
【００２４】
本体制御基板２０１から出力される複数の制御信号は、図２に示す複数の制御信号線２０４を介して搬送モータ駆動基板２０２に入力される。複数の制御信号には、イネーブル信号、回転方向設定信号、駆動モード設定信号等が含まれる。搬送モータ駆動基板２０２上には、それぞれ複数の制御信号線２０４のうちの１つが接続された複数の回路が形成されており、各回路には、接続された制御信号線を介して複数の制御信号のうちの１つが入力される。これら複数の回路には同一の構成が採用されているため、図３には、当該複数の回路のうちで、制御信号線２０４を介してイネーブル信号が入力されるイネーブル信号回路３０のみを一例として示している。
【００２５】
図２に示すクロック線２０５、第１電源線２０６及び第２電源線２０７は、それぞれ、搬送モータ駆動基板２０２上に設けられた入力端子３１１，３１８，３１９に接続されている。第１電源線２０６を介して本体制御基板２０１から供給される直流電源電圧は、入力端子３１８を介してロジック回路用の電源ライン３０６へ供給される。第２電源線２０７を介して本体制御基板２０１から供給される直流電源電圧は、入力端子３１９を介して搬送モータ駆動用の電源ライン３２０へ供給され、更に、モータ制御ＩＣ３０５のモータ駆動用電源端子を介してモータ制御ＩＣ３０５へ供給される。
【００２６】
（イネーブル信号回路３０）
イネーブル信号用の制御信号線２０４は、搬送モータ駆動基板２０２上に設けられたイネーブル信号回路３０の入力端子３０１に接続されている。入力端子３０１を介してイネーブル信号回路３０に入力されたイネーブル信号は、固定抵抗器３０２を介してＣＭＯＳドライバ３０３の入力端子に入力される。更に、ＣＭＯＳドライバ３０３の出力端子から出力されたイネーブル信号は、固定抵抗器３０４を介してモータ制御ＩＣ３０５の入力端子に入力される。
【００２７】
イネーブル信号回路３０内で、固定抵抗器３０２とＣＭＯＳドライバ３０３の入力端子との間の接続ラインには、コンデンサ３０７の一端が接続されている。コンデンサ３０７の他端は、電源ライン３０６に接続されている。また、固定抵抗器３０４とモータ制御ＩＣ３０５の入力端子との間の接続ラインには、コンデンサ３０９の一端が接続されている。コンデンサ３０９の他端は、電源ライン３０６に接続されている。ＣＭＯＳドライバ３０３及びモータ制御ＩＣ３０５の電源端子は、それぞれインダクタ３０８、３１０を介して電源ライン３０６に接続されている。
【００２８】
イネーブル信号回路３０は、モータ駆動基板２０２の外部で生じた静電気放電（ＥＳＤ）によって、モータ制御ＩＣ３０５へ入力される制御信号に重畳されるノイズをフィルタリングするフィルタ回路を備えている。具体的には、固定抵抗器（抵抗素子）３０２とコンデンサ３０７は、ＥＳＤによって制御信号に重畳される高周波成分のノイズをフィルタリングする、所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタを形成している。これにより、ＣＭＯＳドライバ３０３の入力端子に不要な高周波成分のノイズが侵入することを防いでいる。また、固定抵抗器（抵抗素子）３０４とコンデンサ３０９は、ＥＳＤによって制御信号に重畳される高周波成分のノイズをフィルタリングする、所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタを形成している。これにより、モータ制御ＩＣ３０５の入力端子に不要な高周波成分のノイズが侵入することを防いでいる。なお、本実施形態では、ＣＭＯＳドライバ３０３は、入力端子３０１とモータ制御ＩＣ３０５との間の接続ラインに設けられ、電源ライン３０６から電源電圧の供給を受けて動作する半導体素子の一例である。
【００２９】
（クロック入力回路３１）
クロック線２０５は、搬送モータ駆動基板２０２上に設けられたクロック入力回路３１の入力端子３１１に接続されている。入力端子３１１を介して入力されたクロック信号は、インダクタ３１２を介してＣＭＯＳドライバ３１３の入力端子に入力される。更に、ＣＭＯＳドライバ３１３の出力端子から出力されたクロック信号は、インダクタ３１４を介してモータ制御ＩＣ３０５のクロック入力端子に入力される。
【００３０】
クロック入力回路３１内で、インダクタ３１２とＣＭＯＳドライバ３１３の入力端子との間の接続ラインには、コンデンサ３１５の一端が接続されている。コンデンサ３１５の他端は、電源ライン３０６に接続されている。また、インダクタ３１４とモータ制御ＩＣ３０５の入力端子との間の接続ラインには、コンデンサ３１７の一端が接続されている。コンデンサ３１７の他端は、電源ライン３０６に接続されている。
【００３１】
クロック入力回路３１は、搬送モータ駆動基板２０２の外部で生じたＥＳＤによって、モータ制御ＩＣ３０５へ入力される制御信号に重畳されるノイズをフィルタリングするフィルタ回路を備えている。具体的には、インダクタ３１２とコンデンサ３１５は、ＥＳＤによって制御信号に重畳される高周波成分のノイズをフィルタリングする、所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタを形成している。これにより、ＣＭＯＳドライバ３１３の入力端子に不要な高周波成分のノイズが侵入することを防いでいる。また、インダクタ３１４とコンデンサ３１７は、ＥＳＤによって制御信号に重畳される高周波成分のノイズをフィルタリングする、所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタを形成している。これにより、モータ制御ＩＣ３０５の入力端子に不要な高周波成分のノイズが侵入することを防いでいる。なお、本実施形態では、ＣＭＯＳドライバ３１３は、入力端子３１１とモータ制御ＩＣ３０５との間の接続ラインに設けられ、電源ライン３０６から電源電圧の供給を受けて動作する半導体素子の一例である。
【００３２】
（モータ制御ＩＣ３０５）
モータ制御ＩＣ３０５は、イネーブル信号回路３０等の回路を介して本体制御基板２０１から入力される制御信号、及びクロック入力回路３１を介して本体制御基板２０１から入力されるクロック信号に従って、搬送モータ２０３の駆動制御を行う。モータ制御ＩＣ３０５は、接続端子３２５に接続された複数の駆動信号線３２４を介して伝送される複数の駆動信号を用いて搬送モータ２０３の駆動制御を行う。モータ制御ＩＣ３０５から出力された複数の駆動信号は、接続端子３２５と、当該接続端子に接続された複数のモータ駆動信号線２０８とを介して、搬送モータ２０３へ伝送される。電流設定回路３２２は、モータ制御ＩＣ３０５が搬送モータ２０３の駆動制御を行う際に搬送モータ２０３へ出力する電流の電流値を設定する。
【００３３】
搬送モータ駆動基板２０２のグランド３２６は、接続端子（グラント端子）３２１を介して画像形成装置１００の金属筐体（図示せず）に接続される。金属筐体は、画像形成装置１００の電源回路に接続されているアース端子を介して大地（アース）２１０へ接続される。搬送モータ駆動基板２０２にはグランド３２６が複数設けられており、グランド３２６と大地（アース）２１０とのインピーダンスをできるだけ小さくするように構成される。
【００３４】
＜搬送モータ駆動基板へのＥＳＤの影響＞
次に、図４乃至図６を参照して、搬送モータ駆動基板２０２が実装された金属筐体近傍で静電気放電（ＥＳＤ）が生じた場合に、搬送モータ駆動基板２０２上の回路（図３）が受ける影響について、非特許文献１に示される容量性結合を例に説明する。ここでは、画像形成装置１００の金属筐体の近傍に設けられた搬送ローラ１２２にシートＰとの摩擦によって蓄積した静電気エネルギーが、画像形成装置１００の金属筐体へ放出されることでＥＳＤが生じる場合を想定する。
【００３５】
図４は、画像形成装置１００の金属筐体４０１への搬送モータ駆動基板２０２の実装状態の例を示す図である。図４に示すように、搬送モータ駆動基板２０２は、画像形成装置１００を構成する金属筐体４０１に対して、固定ネジ４０８，４０９によって固定される。固定ネジ４０８，４０９は、搬送モータ駆動基板２０２のグランド３２６と接続された接続端子（グランド端子）３２１に、図示していないパターンによって接続される。コネクタ４０２は、入力端子３０１，３１１，３１８，３１９を含み、ハーネス４０７を介して本体制御基板２０１と接続される。一方、コネクタ４０３は、接続端子３２５を含み、ハーネス４０６を介して搬送モータ２０３と接続される。モータ制御ＩＣ３０５から出力される複数の駆動信号は、ハーネス４０６を介して搬送モータ２０３へ入力される。
【００３６】
図４のＡ点において、搬送ローラ１２２に蓄積した静電気エネルギーが放出されてＥＳＤが発生した場合、静電気エネルギーが流れる経路として、経路４０４及び経路４０５が形成される。経路４０４は、金属筐体４０１を流れる経路である。また、経路４０５は、固定ネジ４０８，４０９によって金属筐体４０１と接続された搬送モータ駆動基板２０２のグランド３２６へ流れる経路である。
【００３７】
図５は、図４に示す搬送モータ駆動基板２０２上に実装された固定抵抗器３０４及びモータ制御ＩＣ３０５近傍の拡大図である。搬送モータ駆動基板２０２は、絶縁層５０２を挟んで配置された上面（第１面）及び下面（第２面）で構成される二層基板である。上面には、固定抵抗器３０４及びモータ制御ＩＣ３０５が実装され、搬送モータ駆動基板２０２に形成される信号パターン５０３，５０４によって接続されている。なお、モータ制御ＩＣ３０５は、入力端子５０５を介して信号パターン５０４と接続されている。絶縁層５０２を挟んだ下面はグランドプレーン５０１であり、経路４０５に沿って静電気エネルギーが流れ込むグランド３２６に対応している。
【００３８】
図６は、図５の領域５０を分布定数回路でモデル化した等価回路を示す図である。グランドプレーン５０１は、信号ライン６０１として示すように複数のインダクタが直列に接続された等価回路として表される。信号パターン５０３，５０４も同様に、信号ライン６０３，６０４として示すように（１つ以上の）インダクタが直列に接続された等価回路として表される。信号パターン５０３，５０４とグランドプレーン５０１との間の絶縁層５０２は、誘電体である。このため、絶縁層５０２は、信号パターン５０３，５０４（信号ライン６０３，６０４）とグランドプレーン５０１（信号ライン６０１）との間に複数のコンデンサ６０５〜６０９が並列に接続された等価回路として表される。
【００３９】
このため、経路４０５に沿って搬送モータ駆動基板２０２のグランドプレーン５０１に流れ込んだ静電気エネルギーは、経路６１１〜６１５に沿って信号パターン５０３，５０４（信号ライン６０３，６０４）に重畳され、モータ制御ＩＣ３０５に入力される。モータ制御ＩＣ３０５内の入力部に配置された入力回路は、ＦＥＴ（図示せず）で構成されている。このため、モータ制御ＩＣ３０５内には、抵抗値が非常に大きい（数ＭΩ以上の）入力抵抗６１０が等価的に存在し、モータ制御ＩＣ３０５の入力端子５０５とグランドプレーン５０１との間には、数ｐＦ程度の容量のコンデンサ６０９が等化的に存在する。その結果、コンデンサ６０９は、他のコンデンサ６０５〜６０８よりも容量が大きくなり、グランドプレーン５０１とモータ制御ＩＣ３０５との間に、静電気エネルギーの高周波成分が特に流れやすい経路６１５が形成される。
【００４０】
＜ＥＳＤによるノイズの抑制方法＞
本実施形態では、上述のようにして信号ライン６０３，６０４に重畳される静電気エネルギーによる高周波ノイズを抑制するために、モータ制御ＩＣ３０５に対する信号入力回路に、高周波ノイズをフィルタリングするフィルタ回路を設ける。即ち、図３に示す例では、イネーブル信号回路３０及びクロック入力回路３１に、そのようなフィルタ回路を設ける。
【００４１】
具体的には、イネーブル信号回路３０では、入力端子３０１とモータ制御ＩＣ３０５との間で信号が伝送される信号パターンとグランドプレーン５０１との間には受動素子を設けず、当該信号パターンと電源ライン３０６との間に受動素子を設ける。また、クロック入力回路３１では、入力端子３１１とモータ制御ＩＣ３０５との間で信号が伝送される信号パターンとグランドプレーン５０１との間には受動素子を設けず、当該信号パターンと電源ライン３０６との間に受動素子を設ける。これにより、イネーブル信号回路３０及びクロック入力回路３１に、高周波ノイズをフィルタリングするフィルタ回路が構成される。
【００４２】
以下では、図７乃至図９を参照して、信号ライン６０３，６０４に重畳される静電気エネルギーによる高周波ノイズが図３に示す構成によって抑制される点について、より具体的に説明する。ここでは、図３に示すイネーブル信号回路３０の一部を被測定回路として行った実験結果を用いて、そのようなＥＳＤに起因した高周波ノイズを抑制可能な回路構成について説明する。
【００４３】
図７（Ａ）は、図３に示すイネーブル信号回路３０の一部が被測定回路として構成されたた被測定回路基板の回路構成例を示す図である。被測定回路基板７０は、二層基板であり、上面には図７（Ａ）に示す全ての回路部品が実装され、下面にはグランドプレーンが設けられる。入力端子７０１は、固定抵抗器７０２を介してＣＭＯＳドライバ７０３の入力端子と接続されている。ＣＭＯＳドライバ７０３の出力端子は、擬似負荷７０４を介してグランド７０７と接続されている。擬似負荷７０４は、モータ制御ＩＣ３０５内のイネーブル信号の入力回路に相当し、固定抵抗器及びコンデンサ（図示せず）で構成されている。入力端子７０８から入力される、ＣＭＯＳドライバ７０３用の電源ライン７０６の電圧は、インダクタ７０５を介してＣＭＯＳドライバ７０３の電源端子へ入力される。グランド７０７は、入力端子７０９と接続されるとともに、複数のＶＩＡ（図示せず）を介して被測定回路基板７０の下面のグランドプレーン（図示せず）と接続されている。
【００４４】
ここで、図９は、画像形成装置１００の金属筐体４０１に対して被測定回路基板７０を実装した状態を示す図である。図９に示すように、被測定回路基板７０は、金属筐体４０１に対して固定ネジ９０２，９０３によって固定される。その際、被測定回路基板７０のグランド７０７は、金属筐体４０１と接続され、金属筐体４０１を介して大地（アース）９０６と接続される。コネクタ９０１は、入力端子７０１，７０８，７０９を含み、ハーネス９０４を介して電源回路９０５と接続される。入力端子７０１は、電源回路９０５内で入力端子７０９と接続され、更に電源回路９０５のグランド（図示せず）と接続されることで、金属筐体４０１と同様、大地（アース）９０６と接続される。
【００４５】
図８（Ａ）は、図７（Ａ）に示す被測定回路基板７０を金属筐体４０１に対して実装した状態で行った実験で観測された信号波形を示す図である。図８（Ａ）に示す信号波形は、金属筐体４０１のＥ点（図９）に一定の静電気エネルギーを放出してＥＳＤを発生させ、図７（Ａ）のＢ点に発生する信号をオシロスコープで観測することによって得られた信号波形である。本実験では、ＥＳＤに使用する試験器として「IEC 61000-4-2」規格に適合する静電気放電試験器を使用して、当該静電気放電試験器によって金属筐体４０１のＥ点に＋４ｋＶの接触放電を行っている。
【００４６】
本実験の結果、図８（Ａ）に示されるように、図７（Ａ）のＢ点では、尖頭値が１．０Ｖで、８０ｎｓ程度の時間でリンギングが収束するパルス波形が、ＥＳＤに起因したノイズとして観測されている。これは、金属筐体４０１に放出された静電気エネルギーが、図６を用いて説明したように、被測定回路基板７０のグランド７０７に流れ込み、更に、固定抵抗器７０２とＣＭＯＳドライバ７０３との間の接続ライン７１０に重畳されたことを示している。接続ライン７１０に重畳された静電気エネルギーは、図７（Ａ）のＢ点において、図８（Ａ）に示すように、高周波成分を含むノイズとして観測されている。
【００４７】
次に、図８（Ｂ）は、図７（Ｂ）に示す被測定回路基板７０を金属筐体４０１に対して実装した状態で行った実験で観測された信号波形を示す図である。図８（Ｂ）に示す信号波形は、金属筐体４０１のＥ点（図９）に一定の静電気エネルギーを放出してＥＳＤを発生させ、図７（Ｂ）のＢ点に発生する信号をオシロスコープで観測することによって得られた信号波形である。図７（Ｂ）に示す被測定回路基板７０は、接続ライン７１０とグランド７０７との間にコンデンサ７２０を接続してある点で、図７（Ａ）と異なっている。
【００４８】
図８（Ｂ）に示すように、図７（Ｂ）のＢ点で観測されるパルス波形は、図８（Ａ）の波形と比較して、
（１）尖頭値が約１．７倍に増加し、
（２）立ち上がり時間及び立下り時間が急峻となり、かつ、リンギングも大きい。
このように、図７（Ｂ）のＢ点では、図８（Ａ）の波形よりも多くの高周波成分が含まれたパルス波形が観測されており、接続ライン７１０に重畳されるノイズのレベルが悪化している。これは、金属筐体４０１に放出されて被測定回路基板７０のグランド７０７に流れ込んだ、高周波成分を含む静電気エネルギーが、グランド７０７と接続ライン７１０と間に接続されたコンデンサ７２０を介して接続ライン７１０へ侵入したためと考えられる。したがって、信号ライン（接続ライン７１０）とグランド７０７との間にフィルタを設けた場合、グランドに流れ込んだ静電気エネルギーが、フィルタを構成する受動素子（コンデンサ７２０）を介して信号ラインに直接的に重畳される結果となる。
【００４９】
一方、本実施形態のイネーブル信号回路３０及びクロック入力回路３１では、入力端子３０１，３１１とモータ制御ＩＣ３０５との間で信号が伝送される信号パターンとグランドプレーン５０１との間には受動素子を設けずにフィルタ回路を構成している。これにより、上述のようにして静電エネルギーが信号ラインに重畳されることを防止している。
【００５０】
次に、図８（Ｃ）は、図７（Ｃ）に示す被測定回路基板７０を金属筐体４０１に対して実装した状態で行った実験で観測された信号波形を示す図である。図８（Ｃ）に示す信号波形は、金属筐体４０１のＥ点（図９）に一定の静電気エネルギーを放出してＥＳＤを発生させ、図７（Ｃ）のＢ点に発生する信号をオシロスコープで観測することによって得られた信号波形である。図７（Ｃ）に示す被測定回路基板７０は、接続ライン７１０と電源ライン７０６との間にコンデンサ７３０を接続してある点で、図７（Ａ）と異なっている。
【００５１】
図８（Ｃ）に示すように、図７（Ｃ）のＢ点で観測されるパルス波形は、図８（Ａ）の波形と比較して、
（３）尖頭値が約１／２に減衰し、
（４）リンギングが小さく、かつ、収束時間が約１／２に短縮している。
このように、図７（Ｃ）のＢ点では、図８（Ａ）の波形よりもノイズが大幅に低減したパルス波形が観測されている。これは、上述のようにして接続ライン７１０に重畳された静電気エネルギー（ノイズ）の一部が、コンデンサ７３０を介して電源ライン７０６へ流出したためと考えられる。即ち、固定抵抗器７０２とコンデンサ７３０とが、高周波ノイズを阻止するローパスフィルタとして機能することで、ＣＭＯＳドライバ７０３へ入力されるノイズが大幅に低減される。
【００５２】
本実施形態のイネーブル信号回路３０及びクロック入力回路３１では、入力端子３０１，３１１とモータ制御ＩＣ３０５との間で信号が伝送される信号パターンと電源ライン３０６との間に受動素子を設けることでフィルタ回路を構成している。これにより、図７（Ｃ）と同様、固定抵抗器３０２とコンデンサ３０７、及び固定抵抗器３０４とコンデンサ３０９とがそれぞれローパスフィルタとして機能し、ＣＭＯＳドライバ３０３及びモータ制御ＩＣ３０５へ入力されるノイズが大幅に低減される。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の搬送モータ駆動基板２０２は、制御信号に従って搬送モータ２０３を制御するモータ制御ＩＣ３０５と、本体制御基板２０１から信号が入力されるイネーブル信号回路３０（クロック入力回路３１）とを備える。イネーブル信号回路３０では、入力端子３０１を介して信号が入力されると、ＣＭＯＳドライバ３０３が、当該入力された信号に応じてモータ制御ＩＣ３０５へ制御信号を出力する。イネーブル信号回路３０は、複数の受動素子によって構成され、かつ、搬送モータ駆動基板２０２の外部で生じたＥＳＤによって制御信号に重畳されるノイズをフィルタリングするフィルタ回路を備える。このフィルタ回路は、入力端子３０１とモータ制御ＩＣ３０５との間の信号パターンと、搬送モータ駆動基板２０２のグランドプレーンとの間に受動素子を設けず、当該信号パターンと、電源ライン３０６との間に受動素子を設けることによって構成される。具体的には、イネーブル信号回路３０には、固定抵抗器３０２とコンデンサ３０７、固定抵抗器３０４とコンデンサ３０９でそれぞれ構成されるフィルタ回路を設ける。なお、クロック入力回路３１も同様である。
【００５４】
これにより、入力端子３０１，３１１を介して入力され、モータ制御ＩＣ３０５へ出力される制御信号に対して、ＥＳＤによって重畳される高周波ノイズをフィルタリングすることが可能である。したがって、画像形成装置１００の動作中にＥＳＤが発生した場合に、金属筐体４０１に取り付けられた搬送モータ駆動基板２０２の信号線路に生じるノイズによってモータ制御ＩＣ３０５の動作に不具合が生じることを防止できる。
【符号の説明】
【００５５】
２０１：本体制御基板、２０２：搬送モータ駆動基板、２０３：搬送モータ、３０：イネーブル信号回路、３１：クロック入力回路、３０５：モータ制御ＩＣ、３０２，３０４：固定抵抗器、３０７，３０９：コンデンサ、３１２，３１４：インダクタ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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