(57)【要約】【課題】外来ノイズ等による回路の誤動作を効果的に防止でき、なおかつ、放射ノイズも抑制できるプリント配線板の接続構造を提供する。【解決手段】プリント配線板１０と導電性を有する機器筐体１との接続部２、３、４、５のうちで、接続部３、４はフレームグラウンドパターン１１を機器筐体１に接続し、接続部２、５は、シグナルグラウンドパターン１２と筐体１とを接続する。接続部２、５は、また、ダイオード２１、２２を介してフレームグラウンドパターン１１に接続される。ダイオード２１、２２は、接続部２、５とフレームグラウンドパターン１１との間で生じる電位差が、所定の設定電圧値より高い時には、シグナルグラウンド上の回路と接続部２、５との間の配線インピーダンスよりも低いインピーダンスを有する。また、前記電位差が設定電圧値より低い時には、前記配線インピーダンスよりも高インピーダンスとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シグナルグラウンドとフレームグラウンドとが分離されたプリント配線板を、導電性を有する筐体に接続するプリント配線板の接続構造において、
前記プリント配線板の前記フレームグラウンドと前記筐体とを接続する第１の接続部と、
前記プリント配線板の前記シグナルグラウンドと前記筐体とを接続する第２の接続部と、
前記第２の接続部と前記フレームグラウンドとを接続する実装部品と、を有し、
前記実装部品は、前記第２の接続部と前記フレームグラウンドとの間の電位差が所定の設定電圧値より高い時には、前記シグナルグラウンド側と前記第２の接続部の間の配線インピーダンスよりも低インピーダンスとなり、前記電位差が前記設定電圧値より低い時には、前記シグナルグラウンド側と前記第２の接続部の間の配線インピーダンスよりも高インピーダンスとなる抵抗素子であることを特徴とするプリント配線板の接続構造。
【請求項２】
複数の前記第２の接続部を備えており、前記複数の第２の接続部のうちの少なくとも１つが、前記実装部品によって前記フレームグラウンドと接続されていることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の接続構造。
【請求項３】
前記実装部品が、ダイオードもしくはバリスタであることを特徴とする請求項１又は２記載のプリント配線板の接続構造。
【請求項４】
前記第２の接続部と前記シグナルグラウンドとが、抵抗を介して接続されたことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のプリント配線板の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シグナルグラウンドとフレームグラウンドに分離されたプリント配線板と、導電性を有する筐体とを接続するプリント配線板の接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ等の電子製品の小型化、高モールド率化が進み、機器をシールドする筐体面積が縮小化してきている。また、プリント配線板においても、高密度実装化に伴い、ＬＳＩ等の実装部品の微細化及び低電圧化が顕著になってきている。このような筐体面積縮小化、ＬＳＩ微細化及び低電圧化は、静電気等の外来ノイズによる機器の回路の誤動作を招く確率を高くさせている。
【０００３】
プリント配線板の接続構造における静電気対策として、図５に示すように、フレームグラウンドパターン１１１とシグナルグラウンドパターン１１２に分離されたプリント配線板１１０が接続部１０２〜１０５を介して機器筺体１０１に接続する構成が考えられる。各接続部１０２、１０３、１０４、１０５はフレームグラウンドパターン１１１と短絡している。なお、機器筐体１０１は、導電性を有しているものとする。
【０００４】
例えば、機器筐体１０１において接続部１０２の近傍に静電気が印加されるとすると、静電気ノイズは、大半は機器筐体１０１に流れるが、接続部１０２にも若干流れる。フレームグラウンドパターン１１１とシグナルグラウンドパターン１１２とが完全分離しているため、接続部１０２に流れた静電気ノイズはシグナルグラウンドパターン１１２まで及びにくい。つまり、静電気等の外来ノイズに対する耐性は強いということがいえる。しかしながら、図５の構成では、シグナルグラウンドパターン１１２上で発生するノイズが問題となった場合、機器筐体１０１との導通が取れていないため、リターン経路を確保できず、放射ノイズ強度が大きくなってしまうという欠点がある。
【０００５】
放射ノイズ問題に対応するために、図６に示すように、接続部１０３、１０４はフレームグラウンドパターン１１１と短絡させ、接続部１０２、１０５は接続部グラウンドパターン１１３、１１４を介してシグナルグラウンドパターン１１２に接続する構成がある。
【０００６】
図６の構成では、シグナルグラウンドパターン１１２と機器筐体１０１とが導通が取れているため、リターン経路を確保でき、放射ノイズも抑制できる。しかし、その一方で、機器筐体１０１において接続部１０２の近傍に静電気が印加した場合、そのまま容易に接続部１０２、接続部グラウンドパターン１０３を介して、シグナルグラウンドパターン１１２に流れ込んでしまう。つまり、プリント配線板１１０の回路の誤動作を招く確率が高くなる。
【０００７】
上記問題を解決するために、特許文献１に開示されたように、コンパレータやトランジスタを使用して、高電圧時にはシグナルグラウンドとフレームグラウンドを分離することで、回路の誤動作を防ぐ構成が知られている。一方、プリント配線板上のノイズが問題となった時には、シグナルグラウンドとフレームグラウンドとがトランジスタとクリップ回路を介して接続することで放射ノイズを抑制するということも提示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１３４９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された構成は、回路構成が複雑で、機能させるのに必要な部品数が多く、実装面積が大きくなってしまう。
【００１０】
本発明は、少ない部品数での単純な構成で、外来ノイズ等による回路の誤動作を効果的に防止でき、なおかつ放射ノイズも抑制できるプリント配線板の接続構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のプリント配線板の接続構造は、シグナルグラウンドとフレームグラウンドとが分離されたプリント配線板を、導電性を有する筐体に接続するプリント配線板の接続構造において、前記プリント配線板の前記フレームグラウンドと前記筐体とを接続する第１の接続部と、前記プリント配線板の前記シグナルグラウンドと前記筐体とを接続する第２の接続部と、前記第２の接続部と前記フレームグラウンドとを接続する実装部品と、を有し、前記実装部品は、前記第２の接続部と前記フレームグラウンドとの間の電位差が所定の設定電圧値より高い時には、前記シグナルグラウンド側と前記第２の接続部の間の配線インピーダンスよりも低インピーダンスとなり、前記電位差が前記設定電圧値より低い時には、前記シグナルグラウンド側と前記第２の接続部の間の配線インピーダンスよりも高インピーダンスとなる抵抗素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
フレームグラウンドと第２の接続部との間を、高電圧時にインピーダンスが低くなるダイオードやバリスタを用いて接続することにより、静電気等の外来ノイズによる回路の誤動作を効果的に防止でき、なおかつ、放射ノイズも抑制できる。少ない部品数での単純構成のため、実装面積が小さく、製品小型化によるプリント配線板の高密度実装化のニーズにも応えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は実施例１によるプリント配線板の接続構造を示す。
【００１５】
機器筐体（筐体）１は接続部２、３、４、５を介してプリント配線板１０に接続される。プリント配線板１０は、フレームグラウンドパターン１１とシグナルグラウンドパターン１２を有し、フレームグラウンドパターン１１は、第１の接続部３、４により機器筐体１に接続されている。シグナルグラウンドパターン１２は、接続部グラウンドパターン１３，１４及び第２の接続部２、５を介して機器筐体１に接続される。なお、機器筐体１は、導電性を有しているものとする。
【００１６】
また、フレームグラウンドパターン１１と接続部グラウンドパターン１３、１４とが、印加される電圧によってインピーダンスが変化する抵抗素子（実装部品）であるダイオード２１、２２によってそれぞれ接続されている。なお、ダイオード２１、２２の代わりにバリスタを使用してもよい。
【００１７】
機器筐体１において、接続部２、５の近傍に静電気が印加されると、前述したように、静電気ノイズは、ほとんどは機器筐体１に流れるが、接続部２、５にも若干流れてしまう。接続部２、５に流れたノイズが、ダイオード２１、２２の種類で決まる所定の設定電圧値以上の高電圧である場合、ダイオード２１、２２のインピーダンスが低くなり、静電気ノイズはダイオード２１、２２を介してフレームグラウンドパターン１１に流れる。そして、接続部３、４を介して機器筐体１に戻る。
【００１８】
静電気ノイズは、接続部グラウンドパターン１３、１４を介してシグナルグラウンドパターン１２にも流れる。しかし、フレームグラウンドパターン１１と接続部２、５との接続を、シグナルグラウンドパターン１２と接続部２、５間の配線インピーダンスよりも低インピーダンスの接続とすれば、シグナルグラウンドパターン１２の方へ流れる静電気ノイズは少なくて済む。従って、静電気ノイズ等の外来ノイズによる回路の誤動作が発生しにくくなる。なお、フレームグラウンドパターン１１側の方を低インピーダンス接続とする手段として、フレームグラウンドパターン１１のパターン幅を広くとることや、図１のように接続部２と接続部５を対角に配置して距離を長くとること等が挙げられる。
【００１９】
また、ダイオード２１、２２における電位差がダイオード２１、２２の種類で決まる前記設定電圧値より低い場合は、フレームグラウンドパターン１１と接続部２、５との接続は、シグナルグラウンド側の配線インピーダンスより高インピーダンスの接続となる。つまり、シグナルグラウンドパターン１２上で発生するノイズ（前記設定電圧値よりも低電圧のノイズ）は、ダイオード２１、２２を介してフレームグラウンドパターン１１の方へ流れにくくなる。よって、ノイズの拡がりを防止することになり、プリント配線板１０からの放射ノイズを抑制できる。
【００２０】
ここで、前記設定電圧値の選定基準例について説明する。プリント配線板に実装されたＩＣの出力は、ＩＣの入力がスレッショルド電圧を超えるか超えないかで決まるとする。例えば、このＩＣの入力が低いときにスレッショルド電圧以上の高電圧の外来ノイズが重畳したとすると、本来のタイミングとは異なる出力となり、結果として回路の誤動作を招いてしまう。このことから、ＩＣのスレッショルド電圧（数百ｍＶ〜数十Ｖ程度）を超える高電圧の外来ノイズを侵入させないように、前記設定電圧値をスレッショルド電圧未満とするダイオードもしくはバリスタを選定するのが望ましい。
【００２１】
一方、プリント配線板から発生する放射ノイズで、特に問題となるのはコモンモード（数十ｍＶ〜数百ｍＶ程度）によるノイズである。このコモンモードによるノイズの拡がりを防止するためには、前記設定電圧値をコモンモード電圧以上とするのが望ましい。
【００２２】
以上のことから、外来ノイズによる回路の誤動作防止とプリント配線板の放射ノイズ抑制を両立させるためには、前記設定電圧値が数十ｍＶ〜数十Ｖの範囲内であることが望ましい。
【実施例２】
【００２３】
図２は実施例２を示すもので、実施例１と同様のプリント配線板の接続構造において、接続部グラウンドパターン１４とフレームグラウンドパターン１１との間に、ダイオードを実装していない。
【００２４】
静電気等の外来ノイズの印加箇所が複数の接続部のうちの接続部２の近傍のみであり、接続部２と十分離れている接続部５の近傍には影響を及ぼさないと予め分かっていたとする。その場合は、接続部グラウンドパターン１４とフレームグラウンドパターン１１との間に、ダイオードを実装しなくてもよい。
【実施例３】
【００２５】
図３は実施例３を示すもので、実施例１と同様のプリント配線板の接続構造において、フレームグラウンドパターン１１上の、接続部２の近傍に外部インターフェース３０を実装している。
【００２６】
外部インターフェース３０に静電気が印加された場合、フレームグラウンドパターン１１、ダイオード２１、２２を介して、接続部２に静電気ノイズが流れる。ここで、シグナルグラウンドパターン１２側よりも機器筐体１側の方がインピーダンスは低いため、機器筐体１の方へと静電気ノイズが流れる。従って、外部インターフェース３０への静電気印加による回路の誤動作を発生しにくくすることができる。
【実施例４】
【００２７】
図４は実施例４を示すもので、実施例１と同様のプリント配線板の接続構造において、シグナルグラウンドパターン１２と接続部グラウンドパターン１３、１４とが、抵抗２３、２４を介して接続されている。
【００２８】
抵抗２３、２４の用途としては２つある。まず１つ目は、静電気ノイズ等の外来ノイズが、よりフレームグラウンドパターン１１の方へ流れやすいように、高抵抗値の抵抗２３、２４を使用することである。この場合は、特にプリント配線板上に流れる信号が低速で、これによる放射ノイズが問題とならない場合に有効である。２つ目は、シグナルグラウンドパターン１２の共振によるプリント配線板の放射ノイズが問題となる場合に抵抗２３、２４を使用することである。抵抗２３、２４でインピーダンス値を調整することによって共振を抑制し、放射ノイズを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１によるプリント配線板の接続構造を示す斜視図である。
【図２】実施例２によるプリント配線板の接続構造を示す斜視図である。
【図３】実施例３によるプリント配線板の接続構造を示す斜視図である。
【図４】実施例４によるプリント配線板の接続構造を示す斜視図である。
【図５】シグナルグラウンドパターンと機器筐体とが接続しないプリント配線板の接続構造を示す斜視図である。
【図６】シグナルグラウンドパターンと機器筐体とを接続させたプリント配線板の接続構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    機器筺体
２、３、４、５    接続部
１０    プリント配線板
１１    フレームグラウンドパターン
１２    シグナルグラウンドパターン
１３、１４    接続部グラウンドパターン
２１、２２    ダイオード
２３、２４    抵抗
３０    外部インターフェース
【図１】
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【図２】
2009283519.tif 000004
【図３】
2009283519.tif 000005
【図４】
2009283519.tif 000006
【図５】
2009283519.tif 000007
【図６】
2009283519.tif 000008