(57)【要約】【課題】回路基板の故障を診断するシステムにおいて、使い勝手のよい故障診断の仕組みを低コストで実現することができるようにする。【解決手段】回路基板１０上のＩＣ２２の個々のピン２２ａから回路基板１０の入出力部へ向けて複数のパターン３０が形成されている。この複数のパターン３０に対して交差するように金属部材４０ａ，４０ｂからなる容量成分４０を配置する。２枚の金属部材４０ａ，４０ｂの開放端側に、故障診断部９０が接続されるようにする。故障診断部９０は、回路基板１０に電源が供給され回路部材２０が動作することでパターン３０と容量成分４０との間での静電的結合により容量成分４０に誘起される信号変化に対応した電気信号を検出する。予め測定しておいた正常状態の電気信号と比較することで、基板全体としての故障の有無を診断する。【選択図】　　　　図１
2004108991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路システムにおいて信号ライン上に現れる電子回路システムの故障の有無を診断する故障診断方法であって、
故障診断の対象の前記信号ラインの近傍にリアクタンス成分を前記信号ラインに対して非接触かつ固定的に配置し、前記信号ラインと前記リアクタンス成分との間での静電的結合または電磁的結合により前記リアクタンス成分に誘起される前記信号ラインの信号変化に対応した電気信号を検出し、この検出した電気信号と、予め取得しておいた前記電子回路システムの正常時における前記信号変化に対応した電気信号とを比較することで、前記信号ラインの故障の有無を診断することを特徴とする故障診断方法。
【請求項２】
電子回路システムにおいて信号ライン上に現れる電子回路システムの故障の有無を診断する故障診断システムであって、
故障診断の対象の前記信号ラインの近傍に前記信号ラインに対して非接触かつ固定的に配置されたリアクタンス成分と、
前記信号ラインと前記リアクタンス成分との間での静電的結合または電磁的結合により前記リアクタンス成分に誘起される前記信号ラインの信号変化に対応した電気信号を検出し、この検出した電気信号と、予め取得しておいた前記電子回路システムの正常時における前記信号変化に対応した電気信号とを比較することにより、前記信号ラインの故障の有無を診断する故障診断部と
を備えたことを特徴とする故障診断システム。
【請求項３】
前記リアクタンス成分は、前記信号ラインとの間で前記静電的結合をなす容量性リアクタンス成分であることを特徴とする請求項２に記載の故障診断システム。
【請求項４】
前記リアクタンス成分は、前記信号ラインとの間で前記電磁的結合をなす誘導性リアクタンス成分であることを特徴とする請求項２に記載の故障診断システム。
【請求項５】
前記リアクタンス成分と前記故障診断部との間の、前記リアクタンス成分により検出された電気信号のための伝送ラインに、抵抗成分が挿入されていることを特徴とする請求項２から４のうちの何れか１項に記載の故障診断システム。
【請求項６】
前記リアクタンス成分は、前記信号ラインに対して対向するように配置された平板状の電極部材を備えることを特徴とする請求項２から５のうちの何れか１項に記載の故障診断システム。
【請求項７】
前記電極部材は、回路基板上にプリント配線パターンにより形成されていることを特徴とする請求項６に記載の故障診断システム。
【請求項８】
前記回路基板は基板を複数積層してなる多層基板であって、
前記電極部材をなす前記プリント配線パターンは、前記多層基板の内層面であって前記信号ライン用のプリント配線パターンの配されている層とは異なる層に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の故障診断システム。
【請求項９】
前記電極部材は、複数の前記信号ラインに対して交差するように配置されており、
前記故障診断部は、前記複数の信号ラインと前記電極部材との間での前記静電的結合または前記電磁的結合により前記電極部材に誘起される前記複数の信号ラインの信号変化に対応したそれぞれの電気信号を同時に検出する
ことを特徴とする請求項６から８のうち何れか１項に記載の故障診断システム。
【請求項１０】
前記リアクタンス成分は、複数の回路基板間のインタフェース部分の前記信号ラインに対して設けられていることを特徴とする請求項２から９のうちの何れか１項に記載の故障診断システム。
【請求項１１】
前記リアクタンス成分は、前記インタフェース部分のために設けられたコネクタの内部に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の故障診断システム。
【請求項１２】
前記リアクタンス成分は、前記インタフェース部分のために設けられたワイヤハーネスと一体的に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の故障診断システム。
【請求項１３】
前記故障診断部は、前記複数の回路基板間における信号処理シーケンスと、検出した前記信号ラインの信号変化に対応した電気信号とに基づいて、前記複数の回路基板のうちの故障の存在している基板を特定することを特徴とする請求項１０から１２のうちの何れか１項に記載の故障診断システム。
【請求項１４】
請求項２に記載された故障診断システムに使用される回路基板であって、
故障診断の対象の前記信号ラインの近傍に前記信号ラインに対して非接触かつ固定的に配置された、前記信号ラインとの間での静電的結合または電磁的結合により誘起される前記信号ラインの信号変化に対応した電気信号を検出するためのリアクタンス成分を備えていることを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路部材を搭載した回路基板を備えた装置、たとえばプリンタ装置、ファクシミリ装置、あるいはそれらの機能を有する複合機などの装置における、回路部材の動作、性能の異常、あるいは故障を予測したり検出したり（以下纏めて故障診断という）する方法、この故障診断方法を実施する故障診断システム、並びに、この故障診断システムに使用する回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１１−２１１８００号公報
【特許文献２】
特開平２０００−７４９９８号公報
【非特許文献１】
藤城久・山田外史・岩原正吉、“渦電流探傷技術によるプリント配線の欠陥検出”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１４年９月１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｍａｇｍａｃ１．ｅｃ．ｔ．ｋａｎａｚａｗａ−ｕ．ａｃ．ｊｐ／ｍａｇｃａｐ−ｊ／ｒｅｓｅａｒｃｈ−ｊ／ｅｃｔａ−ｊ．ｈｔｍｌ＞
【０００３】
パーソナルコンピュータや複写機などの電子機器は、近年、性能、機能の向上に伴い、益々、それらを実現するための様々な用途のアナログおよびデジタルの電子回路がプリント基板の形で格納されてきている。
【０００４】
また、自動車や航空、ロボットや半導体設計装置など、他の産業機器においても動作制御などの手段として、信頼性が高く、高速・高精度での動作が可能な電子回路基板が数多く搭載されている。これらの電子回路基板は一連の機能を実現するために、様々な形でケーブルを介して接続されることにより、所望のスペックが実現されている。
【０００５】
このような基板が搭載される機器が使用される環境は、通常はオフィス内であったり、家屋内であったりするが、それ以外の過酷な環境下で使用される場合もあり、非常に多岐にわたっている。特に使用環境が劣悪である場合には、通常の方法で使用していたとしても、検出が困難な様々な異常や故障が発生し、その修復には多大な労力を要することになる。
【０００６】
また、通常の使用環境下で使用している場合でも、電子回路の異常や故障が発生し、その頻度は必ずしも低いとは言えず、検出箇所を特定できないこともしばしば生じていた。さらに、電子回路基板に異常が発生した場合には、安全性やコストなどの面から早急な対応が必要でもあった。
【０００７】
故障診断の一般的手法としては、テスターなどの測定装置を用いて主要な個所の電圧や信号波形を監視（モニタ）しながら故障個所の特定する。しかし、このような診断方法では様々な個所の測定を行なわなければならず、故障診断に手間がかかってしまい、作業効率が悪いという問題があった。
【０００８】
そこで、効率のよい診断手法として、装置の起動時などに装置自身が各基板の診断を行なうようにした自己診断システム（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ　ｓｙｓｔｅｍ）がある。この自己診断システムでは、たとえば、装置が動作しているときの信号パターンを回路モジュールごとあるいは基板ごとにモニタして予め記憶してある期待値と比較し、故障発生の有無を診断し、故障箇所を特定するようにしている。
【０００９】
たとえば、複写機やプリンタなどの異常や故障情報の連絡がサービスセンタに入った場合、修理担当者が現地に駆けつけて機器に記録されている故障個所情報や故障履歴の情報などをもとに故障部位の特定を行ない、交換する、あるいは修復作業を行なう、などの措置手段を講ずることがある。あるいは、これらの機器がネットワークに接続されており、自動的にこれらの情報を管理する部署へ、状態の管理や故障情報などを伝送する場合には、これらの情報をあらかじめ解析した上で、修理担当者により、同様の措置が取られることもある。
【００１０】
しかし、上述のような異常や故障が発生した場合には、通常、機器は使用不可能となり、ダウンタイムが生じてしまう、というユーザ側にとってのデメリットが発生する。また、メーカ側にとっても、故障部位の特定に手間取ったり、故障部位が必ずしも正確に特定できるとは限らず、故障と考えられる部分を全て交換するなどの措置により、多大なコストが発生したり、あるいは修理そのものに時間がかかってしまう、マンパワー的な対応が追いつかない、といったような状況が発生している。したがって、ユーザ側およびメーカ側双方にとって、多大な損失を被る状況が多発しているという事実がある。
【００１１】
そこで、故障部位を特定したり発生自体を予測したりする場合、特定する精度を上げたり、特定するまでの時間的なロスを削減したりするなど、様々な異常状態や故障状態を漏れなく把握する、これらの構成を簡単かつ低コストで実現する、といった方法について様々な試みがなされている。
【００１２】
電子回路基板の検査としては、従来より画像による手法が知られているが、今日では、新たなアプローチとして、静電的結合や電磁的結合あるいは電気光学効果を用いた検査手法が提案されている。
【００１３】
たとえば、非特許文献１には、渦電流探傷技術を使ってプリント配線の欠陥を検出する手法が提案されている。この手法は、図１４に示すような、ターゲット（故障診断の対象部位）とする配線を流れる電流から発生する磁界を検出するための超小型でかつ独自の形状を有する磁界検出プローブを使用して、非接触方法により、基板の配線を非接触スキャンする方式によって、ＩＣの故障なども含めた基板で発生する異常を検出する手法である。この方式によれば、現状の高密度配線プリント基板における配線の断線や線幅異常を、高速かつ機械的なストレスのない状態で実現することができる。
【００１４】
また、特許文献１には、図１５に示すように、近年のＩＣパッケージピンの高密度化に対応したＩＣの動作チェックや故障解析に使用するＩＣパッケージ用プロービング装置が開示されている。この特許文献１に記載の故障検出手法では、ＩＣパッケージのリード端子と同じ配列を有する近磁界プローブ群を構成することによって、効率的な故障検出を実現しようとしている。
【００１５】
また、特許文献２には、図１６に示すように、各基板ごとの電流値を電流センサなどを使用して読み取り、メモリに記憶してある正常値と比較することにより故障箇所の特定と早期発見を実現する仕組みが提案されている。
【００１６】
上述した非特許文献１および特許文献１，２の何れの手法も、回路基板の配線や搭載部品内部を流れる電流から発生する磁束を磁界センシング部としての機能をなすコイルの巻線に通過させることで、磁界センシング部に発生する誘導起電力を読み取り、この読み取った誘導起電力と予め測定しておいた正常状態の誘導起電力とを比較することにより、故障の有無を診断するという手法である点で共通する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献１および特許文献１，２の何れのものも、磁界をセンシングする手段として高価な専用プローブ（センシング用プローブ）を使用する必要があるため、故障検出コストが掛かる。
【００１８】
また、センシング用プローブは任意の配線や端子の状態を見るため、その近傍にプローブを近づけて観察する必要がある。これは、１つのプローブで検知できる範囲が狭く精度良く診断するには診断部位に近接させることが必要とされていたからである。したがって、たとえば図１７に示すように、プローブを対象部位に近づけるための手段として人の手を介在する手法を採用するか、もしくは、メカニカルな手段を利用してプローブを移動させる必要がある。一方、このような移動の手法を採用しない場合には、固定されたプローブ位置近傍の範囲しか検出できず、検出範囲が非常に狭くなる。
【００１９】
このように、従来の故障診断の手法では、コスト面および故障診断の対象部位の設定の自由度という点では、必ずしも使い勝手のよいものとなっていない。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、使い勝手のよい故障診断の仕組みを低コストで実現することのできる故障診断方法を提供することを目的とする。
【００２１】
また、本発明は、本発明の故障診断方法を実施する故障診断システム、並びに、この故障診断システムに使用する回路基板を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る故障診断方法は、電子回路システムにおける信号ライン上に現れる電子回路システムの故障の有無を診断する故障診断方法であって、故障診断の対象の信号ラインの近傍にリアクタンス成分を信号ラインに対して非接触かつ固定的に配置し、信号ラインとリアクタンス成分との間での静電的結合または電磁的結合によりリアクタンス成分に誘起される信号ラインの信号変化に対応した電気信号を検出し、この検出した電気信号と、予め取得しておいた電子回路システムの正常時における信号変化に対応した電気信号とを比較することで、電子回路システムの故障の有無を診断することとした。
【００２３】
ここで、「故障診断の対象の信号ライン」としての具体的な態様としては、たとえば、回路基板上の回路部材の信号入出力端子や複数の回路基板間のインタフェース部分の伝送ラインなどがある。複数の回路基板間のインタフェース部分の伝送ラインとしては、複数の回路基板間の信号インタフェースを取るための入出力コネクタへの入出力信号ラインやワイヤハーネスの信号ケーブルなどがある。
【００２４】
「固定的に配置」するとは、リアクタンス成分と故障診断対象の信号ラインとの間の物理的な位置関係が一定の状態に維持されるようにという意味である。たとえば回路基板とリアクタンス成分とが物理的に固定される状態、あるいは複数の基板を有してなる装置に適用する場合には、複数の回路基板間の信号インタフェースを取るための信号ケーブルとリアクタンス成分とが物理的に一体化される状態などである。
【００２５】
本発明に係る故障診断システムは、上記本発明に係る故障診断方法を実施するシステムであって、故障診断の対象の信号ラインの近傍に信号ラインに対して非接触かつ固定的に配置されたリアクタンス成分と、信号ラインとリアクタンス成分との間での静電的結合または電磁的結合によりリアクタンス成分に誘起される信号ラインの信号変化に対応した電気信号を検出し、この検出した電気信号と、予め取得しておいた電子回路システムの正常時における信号変化に対応した電気信号とを比較することにより、電子回路システムの故障の有無を診断する故障診断部とを備えるものとした。
【００２６】
また従属項に記載された発明は、本発明に係る故障診断システムのさらなる有利な具体例を規定する。
【００２７】
本発明に係る回路基板は、上記本発明に係る故障診断システムに使用される回路基板であって、故障診断の対象の信号ラインの近傍に信号ラインに対して非接触かつ固定的に配置された、信号ラインとの間での静電的結合または電磁的結合により誘起される信号ラインの信号変化に対応した電気信号を検出するためのリアクタンス成分を備えているものとした。
【００２８】
【作用】
本発明に係る上記構成においては、先ず、故障診断の対象部位である信号ラインに対して非接触かつ固定的に配置する。そして、信号ラインとリアクタンス成分との間での静電的結合または電磁的結合によりリアクタンス成分に誘起される信号ラインの信号変化に対応した電気信号を読み取り、この読み取った電気信号と予め測定しておいた正常状態の電気信号とを比較することにより、回路基板の配線や搭載部品の故障の有無を診断する。
【００２９】
従来の検知プローブの設計は、ミクロな視点で故障部位を特定するために高度な技術を必要とする専用のものを必要としていたのに対して、検知プローブとしての機能をなす本願のリアクタンス成分は、マクロな視点で故障の有無を判断しようとすることで、簡易な構造のリアクタンス成分の使用を可能とし、このリアクタンス成分を故障診断対象部位に応じて固定配置するだけの簡易な構造で足りるようにした点に特徴を有する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明を実現するための基本的な構成の第１例を説明する図である。ここで図１（Ａ）は、基板レイアウトと故障診断システムの概要を示す。また図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す回路基板１０の等価回路を示している。
【００３２】
図１（Ａ）に示すように、故障診断システム１を構成する回路基板（電子回路システムの一例）１０には、図示しないプリント配線パターン（以下単にパターンという）３０が形成され、所定の対応位置に回路部材２０が搭載されている。この回路部材２０としては、抵抗素子、誘導素子、あるいは容量素子などの受動部品であってもよいし、トランジスタやＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの能動部品であってもよい。以下、回路部材２０として、ＩＣ２２が搭載されている事例で説明する。
【００３３】
回路基板１０上のＩＣ２２の個々のピン２２ａから回路基板１０の入出力部へ向けて複数のパターン３０が形成されている。この複数のパターン３０に対して交差するようにリアクタンス成分の一例である容量成分（容量性リアクタンス成分）４０が配置されている。容量成分４０としては、２枚の長尺状の薄い金属部材４０ａ，４０ｂがパターン３０上において所定の空隙４０ｃを隔てて一列となり、また、複数のパターン３０の長手方向に対して近接かつ非接触の状態でほぼ直交するように交差して固定的に配置されている。固定的に配置するには、テーピング部材や、接着部材などを利用するのがよい。
【００３４】
容量成分４０を構成する２枚の金属部材４０ａ，４０ｂの開放端側（外側）には、回路基板１０における故障の有無を検出するための故障診断部９０が接続されるようになっている。故障診断部９０は、回路基板１０に電源が供給され回路部材２０（本例ではＩＣ２２）が動作することで個々のパターン３０の信号の変化に際して、クロストークによって容量成分４０の開放端を構成する金属部材４０ａ，４０ｂつまり容量成分４０の両端にパターン３０との間での静電的な結合（静電カップリング）により誘起される電圧（カップリング電圧）Ｖｏを測定する。そして、予め測定しておいた正常状態の誘起電圧（つまり期待値）と比較することにより、電子回路システムの一例である回路基板１０における故障の有無を診断する。なお、故障診断部９０を回路基板１０上に設けることで、装置の起動時などに装置自身が基板の診断を行なう自己診断システムを構築するようにしてもよい。
【００３５】
このような構成の故障診断システム１の容量成分４０部分の等価回路は、図１（Ｂ）に示すように、ＩＣ２２の個々のピン２２ａに接続された各パターン３０に直交するように容量成分４０を構成する金属部材４０ａ，４０ｂが配置された状態となる。容量成分４０を構成する２つの金属部材４０ａ，４０ｂ（ライン）と各パターン３０との間にはクロストークを生じる原因となる浮遊容量成分４８が形成される。
【００３６】
そして、診断対象部分のパターン３０群に対して２つの金属部材４０ａ，４０ｂがほぼ２分するように配され、この容量成分４０を構成する２つの金属部材４０ａ，４０ｂのそれぞれに浮遊容量成分４８を介して誘起される電圧を差動電圧として故障診断部９０が読み取る構成となっている。
【００３７】
図２は、図１に示した故障診断システム１の回路基板１０に電源を投入した状態における容量成分４０の両端の誘起電圧Ｖｏの波形の模式図であって、図２（Ａ）はＩＣ２２もしくはパターン３０が正常状態にある時の例、図２（Ｂ）はＩＣ２２もしくはパターン３０が異常状態にあって信号変化が正常でない場合（異常時）の例である。
【００３８】
たとえば、回路基板１０が正常動作している場合には、図２（Ａ）に示すような静特性が得られる。すなわち、正常状態においては、ｔ１１の周期内にピークＡ、ピークＢ、ピークＣ、ピークＤの４種類のピークを特徴的に有する波形が観測されている。ピークが出ていない時間には±Ｖｓの微小振幅波形が観測されている。
【００３９】
ここで、図１のパターン３０の一部に亀裂などが生じて断線した状況の場合、パターン３０の一部が開放状態になるため信号が流れない配線が生じる。そのため信号変動に起因するクロストーク現象による電圧Ｖｏの時間変化にも影響を及ぼす。
【００４０】
したがって、その変動に伴う電圧Ｖｏも変化するので、たとえば、図２（Ｂ）に示すような静特性が得られる。図２（Ｂ）では、図２（Ａ）において観測されていたｔ１１の周期内における４種類の各ピークは、ピークＡの変化は観測されていないものの、ピークＢ、ピークＣ、ピークＤはそれぞれピークｂ、ピークｃ、ピークｄのように振幅が非常に小さくなってしまっている。また、ピークが発生していない時間における±Ｖｓの微小振幅波形の振幅についても振幅が非常に小さくなってしまっている。
【００４１】
故障診断部９０は、ピーク電位の差分を読み取ることにより、回路基板１０上のパターン３０に異常が発生しているかどうかを特定する。つまり、この第１例では、個々のパターン３０の信号変化の状態を１つの容量成分４０でまとめて測定し、正常状態の電圧波形と比較することで、回路基板１０が正常状態にあるかどうかを確認する。
【００４２】
前述の例ではパターン３０のオープン状態を異常時の一例として説明したが、パターン３０のショートや回路部材２０（本例ではＩＣ２２）の内部が故障して動作しない状態（以下、故障して動作しない状態にある回路部材を故障部材という）が発生している場合、電圧Ｖｏの波形状態は上述した図２（Ｂ）の例とは異なるであろうが、少なからず、正常時の波形と異なるものとなる。よって、前述と同様に、正常時の電圧Ｖｏの波形状態と、実働状態の電圧Ｖｏの波形状態とを比較することで、パターン３０のショートや回路部材２０の内部故障の有無を判断することができる。
【００４３】
また、回路基板１０上の他の入出力部へも前述と同様に適用し、基板入出力部の信号が正常状態にあるかどうかを観測することにより、回路基板１０が正常状態にあるかどうかを確認することができる。
【００４４】
このように、第１例の基本構成によれば、回路基板の信号ラインの近傍にリアクタンス成分の一例である容量成分をテーピング部材や接着部材などを利用して固定的に設け、信号ラインとの間での静電的結合によりこの容量成分に生じる誘起電圧を検知し、予め取得しておいた正常時の誘起電圧と稼働時の誘起電圧とを比較することで、故障の有無を調べることができる。
【００４５】
容量成分を構成する電極部材を基板上の診断対象部位近傍にテーピング部材などで固定するという簡単な構成で、センシング部として機能する容量成分４０と回路基板１０の物理的な位置関係を固定することができる。そしてこれにより、故障診断中の誘起電圧の状態を確実に安定化させることができる。つまり、故障診断の判断指標となる誘起電圧を精度よく取得することができ、診断性能も向上する。
【００４６】
また、容量成分４０を固定配置しているので、当然に、診断箇所にプローブを近づけて観察したり、プローブを対象部位に近づけたりするためのメカニカルな手段を必要としない。従来の検知プローブの設計は、ミクロな視点で故障部位を特定しようとしていたのに対して、検知プローブとしての機能をなす上記容量成分４０は、マクロな視点（前例では複数のパターン３０を纏めて）で故障の有無を判断しようとすることで、検知プローブの機能をなす容量成分４０を基板上の所望位置（診断対象部位近傍）に固定的に設けるだけの簡易かつ低コストな構造で足りるようにした点に特徴を有する。
【００４７】
基板間のインタフェース部分に容量成分４０を配置して、回路基板の各入出力信号の状態を読み取って予め記憶しておいた正常状態と比較することにより、故障している回路基板を特定することができる。また、個別の部品の入出力端子部分に容量成分４０を配置すれば、個々の部品の故障を診断することもできる。
【００４８】
なお、このように、静電的結合を利用した検知手法は、本来の信号ラインに対して負荷容量を常に形成することとなり、周波数特性を劣化させる要因となる。したがって、専ら高周波成分が伝送され、波形鈍りなどが許容されない信号ラインに適用する際には、注意を要する。たとえば、検査時以外は容量成分４０に近いところで、容量成分４０と故障診断部９０との間を切断し、容量成分４０をフローティング状態にする仕組みを設けるのがよい。
【００４９】
図３は、図１に示した第１例の変形例（以下第１ａ例ともいう）を示す図である。ここで図３（Ａ）は、基板レイアウトと故障診断システムの概要を示す。また図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す回路基板１０の等価回路を示している。
【００５０】
図３（Ａ）に示すように、この第１ａ例の構成では、容量成分４０を構成する電極材として、１枚の長尺状の金属部材４０ａが、回路基板１０上のＩＣ２２の個々のピン２２ａに形成されている複数のパターン３０に対して交差するようにかつ診断対象部分のパターン３０群の全てに交差するように配置されている。この金属部材４０ａは、パターン３０上において所定の空隙４０ｃを隔ててまた、各パターン３０に対して近接かつ非接触となるように配置されている。
【００５１】
容量成分４０を構成する１枚の金属部材４０ａの一方の端部には、回路基板１０における故障の有無を検出するための故障診断部９０が接続されるようになっている。そして、金属部材４０ａの他方の端部の近傍の回路の接地部分が同じく故障診断部９０に接続されるようになっている。
【００５２】
この第１ａ例の故障診断システム１の容量成分４０部分の等価回路は、図３（Ｂ）に示すように、ＩＣ２２の個々のピン２２ａに接続された各パターン３０の全てに直交するように容量成分４０を構成する金属部材４０ａが配置された状態となる。容量成分４０を構成する金属部材４０（ライン）と各パターン３０との間にはクロストークを生じる原因となる浮遊容量成分４８が形成される。
【００５３】
そして、診断対象部分の全てのパターン３０群に対して設けられた１つの金属部材４０ａに浮遊容量成分４８を介して誘起される電圧を、回路の接地電位を基準として故障診断部９０が読み取る構成となっている。第１例の基本構成では、図１（Ｂ）に示した等価回路からも分かるように、容量成分４０を構成する２つの金属部材４０ａ，４０ｂのそれぞれに誘起される電圧を差動電圧として故障診断部９０が読み取る構成となっているのと異なる。
【００５４】
このように、第１例の基本構成とその変形例である第１ａ例とでは、クロストークにより電極板に誘起される電圧を検知する仕組みが異なるものの、故障診断部９０が、検知した電圧に基づいて回路基板１０の故障の有無を検知する仕組み自体には相違がなく、正常時の電圧の波形状態と、実働状態の電圧の波形状態とを比較することで、パターン３０のショートや回路部材２０の内部故障の有無を判断することができる。
【００５５】
なお、この第１ａ例のさらなる変形例（以下第１ｂ例ともいう）として、故障診断部９０に接続されている金属部材４０ａの他方の端部の近傍から取り出した回路の接地部分に代えて、金属部材４０ａの他方の端部そのものと接続する構成を採ってもよい。この場合、故障診断部９０は、金属部材４０ａに誘起された電圧を、この金属部材４０ａの内部インピーダンスを利用して取り込む形態となる。金属部材４０ａの内部抵抗がゼロであれば、金属部材４０ａに誘起された電圧をその両端で読み取るということは不可能である。しかし、実際には、金属部材４０ａの内部抵抗はゼロではなく、少なからず抵抗成分を持つので、この第１ｂ例のような接続形態でも金属部材４０ａに誘起された電圧をその両端から読み取ることは可能である。
【００５６】
また、この第１ｂ例の発展形態として、図１（Ａ）の基本形や図３（Ａ）の変形例（第１ａ例）において点線で示すように、故障診断部９０に導く接続線の間に適当な抵抗値を持つ抵抗素子４９を挿入してもよい（以下このような構成を纏めて第１ｃ例ともいう）。この第１ｃ例の構成によれば、抵抗値を調整することで、検知感度を調整することができるようになるというメリットが得られる。
【００５７】
図４は、本発明を実現するための基本的な構成の第２例を説明する図である。回路基板１０の入出力部へ接続される単線（以下マイクロストリップラインという）３２および回路基板１０の表面および裏面に対して容量成分４４を垂直に配置する。ここで、「回路基板１０の表面および裏面に対して容量成分４４を垂直に」とは、容量成分４４にて取り出す信号（誘起電圧）の入出力端子が基板面に対して直交するようにという意味である。
【００５８】
容量成分４４としては、２枚の平板状の金属部材４４ａ，４４ｂが所定の空隙４４ｃを隔ててマイクロストリップライン３２に近接かつ非接触でさらに対向して配置されている。金属部材４４ａ，４４ｂは、回路基板１０の内層面を利用するなどして回路基板１０の回路パターンとは異なる面に、プリント配線パターンにより形成する。回路基板１０の回路パターンの配線設計に影響を与えないようにするためである。また、プリント配線パターンにより容量成分４４を構成するための電極材を回路基板の製造と同時に形成することができトータルの製造コストを低減することができる。
【００５９】
容量成分４４を構成する２枚の金属部材４４ａ，４４ｂの開放端側には、回路基板１０における故障の有無を検出するための故障診断部９０が接続されるようになっている。故障診断部９０は、第１例と同様に、回路基板１０に電源が供給されマイクロストリップライン３２に接続されている回路部材２０が動作することでマイクロストリップライン３２の信号の変化に際して、静電的なクロストークによって容量成分４０の開放端を構成する金属部材４４ａ，４４ｂつまり容量成分４４の両端に誘起される電圧Ｖｏを測定する。そして、予め測定しておいた正常状態の誘起電圧（つまり期待値）と比較することにより、回路基板１０における故障の有無を診断する。
【００６０】
この第２例では、個々のマイクロストリップライン３２ごとに、対応するマイクロストリップライン３２により信号変化の状態を測定し、それぞれ正常状態の電圧波形と比較することで、回路基板１０が正常状態にあるかどうかを確認する点が第１例と異なる。
【００６１】
図５は、図１や図４に示した仕組みを利用した故障診断システムの具体例の第１例（以下第１具体例という）を示す図である。この第１具体例の故障診断システム１は、基板異常を検知するための容量成分を、回路基板１０のパターン３０が形成されている面とは異なる面に配する場合における故障診断への適用事例を示している。
【００６２】
たとえば、誘起電圧の検知形態として上述した第１ｂ例を採用する場合であれば、診断対象部位であるパターン３０が回路基板１０の表面に配されている場合、容量成分４０を構成する電極部材４０ａを表面とは異なる裏面に配するのがよい。すなわち、裏面７０には、リアクタンス成分の一例である容量成分４０を構成する電極部材４０ａを所定位置に配置する。そして、その電極部材４０ａの両端から故障診断部９０に接続可能なように配線を設けておく。なお、誘起電圧の検知形態としては、第１ｂ例に限らず、基本形である第１例やその変形例である第１ａ例、あるいは第１ｃ例を採用してもよい。
【００６３】
容量成分４０を構成する電極部材４０ａの設置位置は、回路基板１０における故障診断対象部位と対向する位置とする。たとえば、回路部材の一例である信号入出力用のコネクタ２４（図では２箇所）の配置場所と対向する位置とする。
【００６４】
容量成分４０の両端に、クロストーク現象によって生じる波形から、回路基板１０の状態（故障の有無）を知る手順は、前述の基本構成における第１例や第２例と同様である。
【００６５】
図６は、図１や図４に示した仕組みを利用した故障診断システムの具体例の第２例（以下第２具体例という）を示す図である。この第２具体例の故障診断システム１は、基板入出力部のコネクタ２４の内部へリアクタンス成分の一例である容量成分４０を埋め込む構成のものである。
【００６６】
回路基板１０上のパターン３０の外部とのインタフェース部分にコネクタ２４が配置されている。容量成分４０は、コネクタ２４部分に設けられる複数本の信号ケーブル２６や引出パターン３０の長手方向とほぼ直交するように設置される。コネクタ２４には、容量成分４０にクロストークにより誘起される故障検知用の電圧Ｖｏを故障診断部９０に導くためのケーブル２８ａ，２８ｂが、信号ケーブル２６とともに設けられる。なお、誘起電圧の検知形態としては、上述した第１例およびその変形例である第１ａ例、第１ｂ例あるいは第１ｃ例の何れを採用してもよく、採用した形態に応じて電極部材を配置すればよい。
【００６７】
容量成分４０の両端にクロストークにより誘起される故障検知用の電圧Ｖｏは、コネクタ２４に用意されているケーブル２８ａ，２８ｂを利用して、外部に設けられている故障診断部９０へ取り出すようにする。
【００６８】
この第２具体例の構成によれば、基板間のインタフェース部分に極めて近いところで信号線の故障状況を検知することができる。したがって、基板間を接続するワイヤハーネスなどの断線あるいはショートをより確実に検知することができるようになる。
【００６９】
図７は、図１や図４に示した仕組みを利用した故障診断システムの具体例の第３例（以下第３具体例という）を示す図である。この第３具体例の故障診断システム１は、電子回路システムの一例である複数（図では３つ）の回路基板をワイヤハーネス（フレキシブル基板を含む、以下同様）などで接続した場合における故障診断への適用事例を示している。ここで、図７（Ａ）はシステム構成図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）で示した構成における回路基板間の信号処理の流れを説明する図である。
【００７０】
図６（Ａ）に示すように、各回路基板１０，１２，１４には、それぞれ入出力コネクタ５０，５２，５４が設けられており、この入出力コネクタ５０，５２，５４を利用して、２つの回路基板１２，１４が、回路基板１０に対してワイヤハーネス５６を介して並列に接続されている。
【００７１】
回路基板１０上の図中斜線で示した領域１０ａ，１０ｂ、および回路基板１２上の図中斜線で示した領域１２ａには、回路部材が搭載されている。以下、領域１０ａ，１０ｂにはそれぞれＩＣ８２，８４が配され、領域１２ａにはＩＣ８６が配されている例で説明する。
【００７２】
各回路基板１０，１２，１４の入出力コネクタ５０，５２，５４近傍には、それぞれのコネクタへと接続されるパターン３０に直交するように容量成分４０，４２，４４が配置され、その両端の電位Ｖ４０，Ｖ４２，Ｖ４４を故障診断部９０が観測するようになっている。
【００７３】
信号処理の流れは、図６（Ｂ）に示すようになっている。すなわち、回路基板１０上のＩＣ８２に入力した信号がＩＣ８２内で処理され（Ｓ１００）、ワイヤハーネス５６の信号ライン５６ａを介して回路基板１２上のＩＣ８６に入力される（Ｓ１０２）。そしてＩＣ８６で処理された信号はワイヤハーネス５６の信号ライン５６ｂを介して、回路基板１０上に搭載されているＩＣ８４へ入力されて処理される（Ｓ１０４）。ＩＣ８４で処理された信号は、その後、ワイヤハーネス５６の信号ライン５６ｃを介して今度は回路基板１４へと転送される（Ｓ１０６）。
【００７４】
図８は、図７に示した構成において、容量成分４０の両端の誘起電圧Ｖ４０の波形の模式図であって、図８（Ａ）は正常時の例、図８（Ｂ）は異常時の例である。故障診断部９０による測定誤差を±１ｍＶとする。なお、この例での異常時とは、回路基板１０上のＩＣ８４に故障８８が発生し信号処理機能が全損した場合とする。
【００７５】
図８（Ａ）に示すように、通常状態における容量成分４０の両端の誘起電圧Ｖ４０の静特性として、それぞれ１μｓの周期で、−９０ｍＶ〜＋１００ｍＶ、±６０ｍＶ、−３０ｍＶ〜＋３５ｍＶの振幅で表れる３種類のピークが±５ｍＶ程度の微小変動上に観測されている。
【００７６】
ここで、回路基板１０上のＩＣ８４に故障８８が発生した場合、３つの回路基板１０，１２，１４は、図６（Ｂ）に示したような系統で信号処理を行なうようになっているので、故障８８の影響を受ける。このため、入出力コネクタ５０，５２，５４近傍に配されている容量成分４０，４２，４４がクロストークにより検知する誘起電圧Ｖ４０，Ｖ４２，Ｖ４４は、正常時と異なるようになる（波形が変わる）可能性がある。
【００７７】
たとえば、図８（Ｂ）に示すように、容量成分４０の両端の誘起電圧Ｖ４０では、正常状態において観測されていた３種類のピーク波形のうち、±６０ｍＶの振幅を有していた波形が観測されなくなっている。したがって、故障診断部９０は、容量成分４０の両端の誘起電圧Ｖ４０を監視し、正常時の電圧Ｖ４０の波形状態と、実働状態の電圧Ｖ４０の波形状態とを比較することで、３つの回路基板１０，１２，１４からなる装置における故障の有無を判断することができる。
【００７８】
図９は、図７に示した構成において、容量成分４２の両端の誘起電圧Ｖ４２の波形の模式図であって、図９（Ａ）は正常時の例、図９（Ｂ）は異常時の例である。この例での異常時も、図８（Ｂ）と同様に、回路基板１０上のＩＣ８４に故障８８が発生し信号処理機能が全損した場合とする。
【００７９】
図９（Ａ）に示すように、通常状態における容量成分４２の両端の誘起電圧Ｖ４２の静特性として、２種類のピークが５００ｎｓの周期で観測され、それぞれ−７０ｍＶ〜＋７５ｍＶ、および±６５ｍＶの振幅が±５ｍＶ程度の微小変動上に表れている。
【００８０】
図９（Ｂ）に示すように、異常状態における容量成分４２の両端の誘起電圧Ｖ４２では、正常状態と比較して差異は観測されない。したがって、故障診断部９０は、容量成分４２の両端の誘起電圧Ｖ４２を監視し、正常時の電圧Ｖ４２の波形状態と、実働状態の電圧Ｖ４２の波形状態とを比較しても、３つの回路基板１０，１２，１４からなる装置における故障の有無を判断することはできない。
【００８１】
図１０は、図７に示した構成において、容量成分４４の両端の誘起電圧Ｖ４４の波形の模式図であって、図１０（Ａ）は正常時の例、図１０（Ｂ）は異常時の例である。この例での異常時も、図８（Ｂ）と同様に、回路基板１０上のＩＣ８４に故障８８が発生し信号処理機能が全損した場合とする。
【００８２】
図１０（Ａ）に示すように、通常状態における容量成分４４の両端の誘起電圧Ｖ４４の静特性として、それぞれ８００ｎｓの周期で、±４０ｍＶ、−２５ｍＶ〜＋３０ｍＶ、±１０ｍＶの振幅で表れる３種類のピークが±５ｍＶ程度の微小変動上に観測されている。
【００８３】
図１０（Ｂ）に示すように、異常状態における容量成分４４の両端の誘起電圧Ｖ４４では、容量成分４０の誘起電圧Ｖ４０と同様に、正常時に観測されていた３種類のピーク波形のうち正常状態において最小振幅±１０ｍＶのピーク波形を除く２種類のピーク波形の振幅が減少していることが観測されている。したがって、故障診断部９０は、容量成分４４の両端の誘起電圧Ｖ４４を監視し、正常時の電圧Ｖ４４の波形状態と、実働状態の電圧Ｖ４４の波形状態とを比較することで、３つの回路基板１０，１２，１４からなる装置における故障の有無を判断することができる。
【００８４】
このように、図７に示したような信号処理系統の構成例では、誘起電圧Ｖ４０，Ｖ４２，Ｖ４４のうちＶ４０およびＶ４４の波形が正常でないことが観測され、装置に何らかの異常が存在することを判断することができる。ただし、このままでは、３つの回路基板１０，１２，１４の何れに故障原因があるのかの特定は難しい。
【００８５】
ここで、図７（Ｂ）で示した信号処理フローとの比較で細かく検討してみる。誘起電圧Ｖ４２に異常が見られないということは、回路基板１０上のＩＣ８２で処理された信号が正常に回路基板１２のＩＣ８６に伝達され回路基板１２上で処理されるプロセスが正常で、また回路基板１２のＩＣ８６で処理された信号が正常に回路基板１０に伝達されているものの、回路基板１０上のＩＣ８４で処理された信号が回路基板１４へ転送されて回路基板１４上で処理されるプロセスに異常が見られるということになる。
【００８６】
ここで、回路基板１４の入力に異常がないものとすると、回路基板１４の上流部である回路基板１０に異常が発生していると考えることが可能となる。つまり、本例の故障モードである、回路基板１０上のＩＣ８４に故障８８が発生し信号処理機能が全損した状態を的確に表している。
【００８７】
このように、複数の回路基板により構成されている装置において、基板間のインタフェース部分での誘起電圧を基板ごとに検知する場合には、装置における信号処理シーケンスとリンクさせて判断することで、異常箇所（前例では故障の生じている基板）を的確に特定することができる。
【００８８】
図１１は、図１や図４に示した仕組みを利用した故障診断システムの具体例の第４例（以下第４具体例という）を示す図である。ここで、図１１（Ａ）はシステム構成図であり、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）は、電極部材の固定方法を説明する図である。
【００８９】
この第４具体例の故障診断システム１は、複数（図では３つ）の回路基板をワイヤハーネス（フレキシブル基板を含む、以下同様）などで接続した場合における故障診断への適用事例である図７の構成の変形例を示している。
【００９０】
図７の構成では、リアクタンス成分の一例である容量成分を構成する電極部材を各回路基板の基板間インタフェース部のパターン部分に配置していたが、この変形例は、基板間を接続するワイヤハーネスと一体的に設けるようにしている点が異なる。
【００９１】
図１０（Ａ）に示すように、この故障診断システム１は、３つの回路基板１０，１２，１４が、基板上のコネクタ２４とワイヤハーネス５２とを介して縦続されている。ここで、たとえば、誘起電圧の検知形態として上述した第１ｂ例を採用する場合であれば、容量成分４０を構成する電極部材４０ａを、ワイヤハーネス５２の通常の信号線用の個々の信号ケーブル５７の長手方向に対してほぼ直交するように交差して配置する。個々の信号ケーブル５７は被覆材で覆われているので、特段の手段を講じなくても、信号ケーブル５７の芯線と電極部材４０ａとがショートする虞れはない。
【００９２】
電極部材４０ａの両端は、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）に示すように、回路基板１０，１２，１４における故障の有無を検出するための故障診断部９０が接続されるようになっている。なお、誘起電圧の検知形態としては、第１ｂ例に限らず、基本形である第１例やその変形例である第１ａ例、あるいは第１ｃ例を採用してもよい。
【００９３】
電極部材４０ａとワイヤハーネス５２とは、通常の信号線用の信号ケーブル５７と電極部材４０ａとの物理的な位置関係が安定するように、両者を所定の方法で固定することが好ましい。
【００９４】
たとえば、図１１（Ｂ）に示すように、通常の信号線用の信号ケーブル５７と電極部材４０ａとを一体的に被覆材５２ａで覆う手法を採るとよい。電極部材４０ａと故障診断部９０とを接続する誘起電圧検知用のケーブルもこの被覆材５２ａで覆ってもよい。
【００９５】
こうすることで、リアクタンス成分の一例である容量成分を、基板入出力部インターフェイスを構成するコネクタと接続されるワイヤハーネス（ケーブル）内部に収容させて一体化させることができ、故障診断中の誘起電圧の状態を確実に安定化させることができるので、診断性能が向上する。加えて、電極部材４０ａと装置内の他の部材とがショートする虞れを回避することもできる。
【００９６】
また、図１１（Ｃ）に示すように、通常の信号線用の信号ケーブル５７と電極部材４０ａとをテーピング部材５２ｂや結束バンドなどの締結部材で共締めすることで一体化させる手法を採ってもよい。この場合、電極部材４０ａと装置内の他の部材とがショートする虞れを回避するため、電極部材４０ａの全体をテーピング部材５２ｂで覆うようにすることが好ましい。
【００９７】
図１２は、リアクタンス成分の一例である容量成分を構成する電極部材の配置方法の変形例を説明する図である。
【００９８】
上述した各例においては、図１２（Ａ）にも示すように、容量成分を構成する電極部材４０ａを、故障診断の対象部材であるパターン３０やワイヤハーネスの信号ケーブル５７の長手方向に対して、近接かつ非接触の状態でほぼ直交するように交差させて配置していた。こうすることで、複数本のパターン３０や信号ケーブル５７との間で同時に静電的結合させることができ、それによる誘起電圧を１つの容量成分４０で同時に検知することができるメリットが得られる。
【００９９】
しかしながら、図４にも示したように、個々のパターン３０や信号ケーブル５７（すなわち信号ライン）ごとに容量成分を配してもよく、電極部材４０ａの配置形態は、必ずしも、このような形態に限らない。たとえば、図１２（Ｂ）に示すように、容量成分を構成する電極部材４０ａを、故障診断の対象部材であるパターン３０や信号ケーブル５７の長手方向に対して、近接かつ非接触の状態で並行に配置してもよい。完全に平行に配置する形態では、個々の信号ラインごとに容量成分を構成する電極部材４０ａを設ける必要があるが、それぞれの信号ラインごとに異常の有無を切り分けて検知できるメリットが得られる。
【０１００】
また、図１２（Ｃ）に示すように、信号ラインと電極部材４０ａとが斜めに交差するように配置してもよい。この場合、図１２（Ａ）に示す直交配置の形態と同様に、複数本のパターン３０や信号ケーブル５７との間で同時に静電的結合させることができ、それによる誘起電圧を１つの容量成分４０で同時に検知することができるメリットが得られる。
【０１０１】
また、図１２（Ｃ）に示す形態では、その傾き角Δによって信号ラインと電極部材４０ａとの間での対向する面積が変わるので、故障診断部９０が検知する誘起電圧Ｖｏも変わり得る。したがって、その傾き角Δを変えることで、カップリングの強さを調整することも可能となる。この場合、全体としての検知電圧か大きくなる状態にその傾き角を設定してもよいし、特に注目しなければならないピーク部分が最大となるように設定してもよい。
【０１０２】
図１３は、本発明を実現するための基本的な構成の第３例を説明する図である。上述した各事例（第１例および第２例の基本構成とそれらの具体例）は、リアクタンス成分の一例である容量成分（容量性リアクタンス成分）を構成する電極部材と信号ライン（プリント配線パターンや信号ケーブル）との間での静電的結合により、容量成分を構成する電極部材に誘起される電圧を検知することで、故障の有無を判断する仕組みであったが、この第３例は電磁的結合を利用する点で異なる。
【０１０３】
たとえば、図１３に示すように、回路基板１０上のある特定の搭載パーツとしての入出力インタフェースコネクタ２４に注目して、入出力インタフェースコネクタ２４の周囲を包囲するように、リアクタンス成分の一例であるインダクタンス成分（誘導性リアクタンス成分）４１を配置する。図示した例では、１ターンコイルとしてプリント配線パターンを形成しているが、これに限らず、複数回巻きとなるようにパターンコイルを形成してもよい。インダクタンス成分４１の開放端は、故障診断部９０が接続されるようになっている。
【０１０４】
この第３例の形態では、入出力インタフェースコネクタ２４における入出力インタフェース信号が発生する磁界（の総和）とインダクタンス成分４１との間で電磁的（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　）な結合が生じ、これにより、インダクタンス成分４１の両端（開放端）に検知信号が得られる。故障診断部９０は、このインダクタンス成分４１に誘起される誘導起電力を検出することで、そのインタフェースピン（信号ライン）における信号故障の有無を診断する。
【０１０５】
なお、図示した例では、複数のピンを纏めて検出するようにコイル（インダクタンス成分４１）を形成したが、個々のピンに対して形成し、それぞれ独立に検出するようにしてもよい。
【０１０６】
また、インダクタンス成分４１と信号ラインとの向きの関係、あるいは故障診断部に導く接続線の間に適当な抵抗値を持つ抵抗素子を挿入するなど、静電的結合を利用した各実施形態で述べてきた事項は、この電磁的結合を利用する形態でも、電磁的結合に応じた変更を加えつつ、略同様に適用可能である。
【０１０７】
静電的結合を利用するのか電磁的結合を利用するのかは、信号ラインの電圧変動の周波数成分との関係で、次のような観点で決めるとよい。容量結合を利用する形態では、周波数が高くなるほどインピーダンスが低くなり検知感度が低下する傾向にあると考えられる。一方、電磁的結合を利用する形態では、周波数が低くなるほどインピーダンスが低くなり検知感度が低下する傾向にあると考えられる。したがって、精度のよい検知を行なうには、信号ラインの電圧変動の周波数成分が主に低周波の場合には静電的結合、主に高周波の場合には電磁的結合とすればよい。だだし、実際には、必ずしもこのように言い切れるものではなく、カットアンドトライ（試行錯誤）で決めるのがよい。
【０１０８】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１０９】
また、上記の実施形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１１０】
たとえば、上記実施形態では、ピーク波形の振幅における波形形状の差異（正常状態との差）を検知することで故障の有無を判断すること言及するに留めたが、これに限らず、変動周期やパルス幅、あるいはピークのない波形の場合にはその絶対値の変動などに基づいて、故障の有無を判断することもできる。
【０１１１】
また、上記実施形態では、生データとしての波形そのものを取り扱ったが、高周波信号などのようにそのままでは波形の高精度な観測が非常に困難な場合には、波形の整流や増幅などの加工によって差異を見出すこともできる。
【０１１２】
さらに、生データを加工する他の手段としてフーリエ変換などの周波数情報として差異を求めたり、あるいはＭＴＳ（Ｍａｈａｒａｎｏｂｉｓ−Ｔａｇｕｃｈｉ−Ｓｙｓｔｅｍ）法などを用いた統計学的な手法から差異を求めたりすることもできる。
【０１１３】
また、上記説明から明らかなように、故障診断システムに使用される基板として、以下の構成を発明として提案することができる。以下列記する。
【０１１４】
＜付記１＞上記実施形態で説明した故障診断システムに使用される回路基板であって、故障診断の対象の前記信号ラインの近傍に前記信号ラインに対して非接触かつ固定的に配置された、前記信号ラインとの間での静電的結合または電磁的結合により誘起される前記信号ラインの信号変化に対応した電気信号を検出するためのリアクタンス成分を備えていることを特徴とする回路基板。
【０１１５】
＜付記２＞前記リアクタンス成分は、前記信号ラインとの間で前記静電的結合をなす容量性リアクタンス成分であることを特徴とする付記１に記載の回路基板。
【０１１６】
＜付記３＞前記リアクタンス成分は、前記信号ラインとの間で前記電磁的結合をなす誘導性リアクタンス成分であることを特徴とする付記１に記載の回路基板。
【０１１７】
＜付記４＞前記リアクタンス成分と前記故障診断部との間の、前記リアクタンス成分により検出された電気信号のための伝送ラインに、抵抗成分が挿入されていることを特徴とする付記１から３のうちの何れか１つに記載の回路基板。
【０１１８】
＜付記５＞前記リアクタンス成分は、前記信号ラインに対して対向するように配置された平板状の電極部材を備えることを特徴とする付記１から４のうちの何れか１つに記載の回路基板。
【０１１９】
＜付記６＞前記電極部材は、回路基板上にプリント配線パターンにより形成されていることを特徴とする付記５に記載の回路基板。
【０１２０】
＜付記７＞前記回路基板は基板を複数積層してなる多層基板であって、
前記電極部材をなす前記プリント配線パターンは、前記多層基板の内層面であって前記信号ライン用のプリント配線パターンの配されている層とは異なる層に形成されていることを特徴とする付記６に記載の回路基板。
【０１２１】
＜付記８＞前記電極部材は、複数の信号ラインと前記電極部材との間での前記静電的結合または前記電磁的結合により前記電極部材に誘起される前記複数の信号ラインの信号変化に対応したそれぞれの電気信号を同時に検出することが可能なように、前記複数の前記信号ラインに対して交差するように配置されていることを特徴とする付記５から７のうち何れか１つに記載の回路基板。
【０１２２】
＜付記９＞前記リアクタンス成分は、複数の回路基板間のインタフェース部分の前記信号ラインに対して設けられていることを特徴とする付記１から８のうちの何れか１つに記載の回路基板。
【０１２３】
＜付記１０＞前記リアクタンス成分は、前記インタフェース部分のために設けられたコネクタの内部に配置されていることを特徴とする付記９に記載の回路基板。
【０１２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、基板上のプリント配線パターンやワイヤハーネスの信号ケーブルなどの信号ラインの近傍に、リアクタンス成分の一例である容量成分やインダクタンス成分を、テーピング部材や接着部材あるいはプリント配線パターンなどを利用して固定的に設け、信号ラインとの間での静電的結合や電磁的結合によりリアクタンス成分に生じる信号を検知し、予め取得しておいた正常時の信号と稼働時の検知信号とを比較することで、電子回路システムの故障の有無を調べるようにした。
【０１２５】
リアクタンス成分の一例である容量成分やインダクタンス成分をテーピング部材や接着部材あるいはプリント配線パターンなどを利用して固定的に設けるという簡単かつ低コストな構成で、センシング部として機能するリアクタンス成分と回路基板やケーブルの物理的な位置関係を固定することができる。そしてこれにより、故障診断中の検知信号の状態を確実に安定化させることができる。つまり、故障診断の判断指標となるリアクタンス成分に誘起される信号を精度よく取得することができ、診断性能も向上する。
【０１２６】
また、リアクタンス成分を固定的に配置しているので、診断箇所にプローブを近づけて観察したり、プローブを対象部位に近づけたりするためのメカニカルな手段を必要としない。平板電極などで構成された簡易な構造のリアクタンス成分を診断対象部位に応じて、それぞれの場所に設けても、コストアップはさほど生じない。
【０１２７】
これらのことにより、コスト面と故障診断の対象部位の設定の自由度という点で、利用者にとって、使い勝手のよい故障診断の仕組みを提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実現するための基本的な構成の第１例を説明する図である。
【図２】図１に示した故障診断システムの回路基板に電源を投入した状態における容量成分の誘起電圧Ｖｏの波形の模式図である。
【図３】図１に示した第１例の変形例を示す図である。
【図４】本発明を実現するための基本的な構成の第２例を説明する図である。
【図５】図１や図４に示した仕組みを利用した故障診断システムの第１の具体例を示す図である。
【図６】図１や図４に示した仕組みを利用した故障診断システムの第２の具体例を示す図である。
【図７】図１や図４に示した仕組みを利用した故障診断システムの第３の具体例を示す図である。
【図８】図７に示した構成において、容量成分４０の両端の誘起電圧Ｖ４０の波形の模式図である。
【図９】図７に示した構成において、容量成分４２の両端の誘起電圧Ｖ４２の波形の模式図である。
【図１０】図７に示した構成において、容量成分４４の両端の誘起電圧Ｖ４４の波形の模式図である。
【図１１】図１や図４に示した仕組みを利用した故障診断システムの具体例の第４例を示す図である。
【図１２】リアクタンス成分の一例である容量成分を構成する電極部材の配置方法の変形例を説明する図である。
【図１３】本発明を実現するための基本的な構成の第３例を説明する図である。
【図１４】従来の故障診断の仕組みに使用されているプローブの一例を示す図である（非特許文献１より引用）。
【図１５】従来の故障診断の仕組みに使用されているプローブの他の一例を示す図である（特許文献１より引用）。
【図１６】従来の故障診断の仕組みに使用されているプローブの他の一例を示す図である（特許文献２より引用）。
【図１７】人の手を介在することで、プローブを対象部位に近づけるための仕組みの概要を示す図である。
【符号の説明】
１…故障診断システム、１０…回路基板、１４…回路基板、２０…回路部材、２４…コネクタ、３０…パターン、３２…マイクロストリップライン、４０，４４…容量成分、４０ａ，４０ｂ…金属部材、４１…インダクタンス成分、４８…浮遊容量成分、５６…ワイヤハーネス、９０…故障診断部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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