JP5116550B2 - 電磁波シールド装置 - Google Patents

Description

本発明は、シールド対象から放射される電磁波の漏洩を防止する電磁波シールド装置に関し、特に複写機やプリンタ等の電気機器に用いられる制御基板等のシールド対象から放射される電磁波の漏洩を防止する電磁波シールド装置に関する。

従来の電磁波シールド装置は、画像形成装置本体内に着脱可能に配置される制御基板に対して、制御基板から放射される電磁波を遮断すべく、図４（Ａ）に示すように構成されている。まず、一面を開口された箱状のシールドボックス１０１内に制御基板１０２を内包し、内包した制御基板１０２をビス等によりシールドボックス１０１の底面に締結する。その後、平板状のシールド蓋１０３にてシールドボックス１０１の開口部を遮蔽し、シールド蓋１０３とシールドボックス１０１とを締結ビス１０４により締結する。このように構成することで、制御基板１０２より放射される電磁波の漏洩を防止している。

または、図５（Ｂ）に示すように、シールドボックス１０１の開口部からの制御基板１０２の電磁波を遮蔽すべく、制御基板１０２を内包した箱状のシールドボックス１０１の開口部を、シールド蓋２０２で遮蔽している。更に、シールドボックス１０１とシールド蓋２０２の嵌合部全面を埋めるように導電性板バネ２０１を設けている。これにより、シールドボックス１０１とシールド蓋２０２の電気的な導通が確実なものとなり、制御基板１０２からの電磁波の漏洩も防止できる。具体的には、特許文献１の技術が開示されている。

特開２００５−２３５９５１号

しかしながら、図４（Ａ）に示す構成では、締結ビスを多く使用しているため、制御基板への機能拡張用基板の追加作業や基板交換時に、ビスの取り外しや締め付けなど、作業者にかかる負担が大きいという問題がある。

また、図４（Ｂ）に示す構成では、電磁波の漏洩に対して高い効果が期待でき、メンテナンス性に関しても少量のビスによる固定で実現できるため、図４（Ａ）に示す構成に比べて好適な構成である。しかしながら、シールドボックスの開口部全周を囲むように導電性板バネを設けているため、その分、コストが高くなってしまう問題がある。

また、制御基板はコネクタ等を有し、線材やフレキシブルケーブルといった接続部材を用いて外部基板、アクチュエータといった装置内部の夫々のユニットと接続されている。そのため、接続部材を通す部分を考慮しなければならず、製品設計の自由度が著しく制限されてしまう。

本発明の目的は、作業者に対する作業負担を最小限に抑えてメンテナンスのし易さを維持しつつ、低コストな構成で電磁波漏洩防止の効果が確実に得られるようにすると共に、製品設計の自由度を向上させることである。

上記目的を達成するための本発明は、開口を有する第一のシールド部材と、前記第一のシールド部材の開口を塞ぐ第二のシールド部材と、前記第一のシールド部材と前記第二のシールド部材の間で、前記第一のシールド部材と前記第二のシールド部材に接触して電気的に導通する複数の接触部とによりシールド対象を覆い、前記シールド対象から放射される電磁波の漏洩を防止する電磁波シールド装置であって、前記複数の接触部は、各接触部が複数の導通接点部を備え、前記複数の導通接点部を備える各接触部は、前記開口の周囲に間隔をあけて配置され、隣接する接触部は、互いに最も遠い位置にあたる導通接点部の間隔Ｘ[cm]を、前記シールド対象の最大の電磁波周波数の波長をλとしたとき、１．５[cm]≦Ｘ＜１／４λ[cm]とすることを特徴とする。

本発明によれば、作業者に対する作業負担を最小限に抑えてメンテナンスのし易さを維持しつつ、低コストな構成で電磁波漏洩防止の効果が確実に得られる。更に接触部間の間隔を利用してシールド容器内部と外部とのアクセスを容易に実現でき、製品設計の自由度が向上する。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
図１は第１実施形態に係る電子機器（シールド対象）の電磁波シールド装置の構造を示す斜視図である。図１に示すように、電磁波シールド装置３００は、シールド対象を覆って、そのシールド対象から放射される電磁波の漏洩を防止するものである。ここでは、シールド対象として、画像形成装置に用いる制御基板３０２を例示している。シールド装置３００は、第一のシールド部材としてのシールドボックス３０１と、第二のシールド部材としてのシールド蓋３０３と、接触部としての、複数の導電性板バネからなる導電性板バネ群３０８を有している。

シールドボックス３０１は、一面が開口された箱形状をなしており、導電性の板金で構成されている。このシールドボックス３０１の底面の板金の一部を曲げ起こし、この曲げ起こした部分に制御基板３０２がビス等により締結され浮上固定されている。シールドボックス３０１の開口３０９を塞ぐためのシールド蓋３０３は、４隅を導体の締結ビス３０４によってシールドボックス３０１の開口３０９周囲の開口縁部３１０に固定される。

シールドボックス３０１の開口縁部３１０には、全周にわたって複数の導電性板バネ群３０８が間隔をあけて取り付けられている。シールドボックス３０１に内包された制御基板３０２には複数のコネクタ３０６が配置されており、各コネクタ３０６には装置外の外部基板乃至アクチュエータ等へ接続される束線３０５が配置されている。各コネクタ３０６に配置された束線３０５は、前記導電性板バネ群３０８，３０８の間から外部に這い回されている。更にここでは、前記束線３０５の這い回しをより容易にするために、シールドボックス３０１の開口縁部３１０の、導電性板バネ群３０８，３０８の間に相当する位置を切り欠いて、エッジサドル３０７を設けている。このエッジサドル３０７を介して前記束線３０５を外部に這い回すようにしている。

前記導電性板バネ群３０８は、各導電性板バネ群３０８が少なくとも一つ以上の導通接点部としての導電性板バネからなる。ここでは、図１のＡ部（一点鎖線部）を拡大した図２に示すように、各導電性板バネ群３０８が３つの導電性板バネ（導通接点部）からなる構成を例示している。図２では、各導電性板バネ群を３０８ａ，３０８ｂ，３０８ｃとし、各導電性板バネ群を構成する導電性板バネをそれぞれ３０８ａ１〜３０８ａ３，３０８ｂ１〜ｂ３，３０８ｃ１〜３０８ｃ３としている。図２に示すように、３つの導電性板バネによって３点の導通接点部を備える各導電性板バネ群３０８ａ，３０８ｂ，３０８ｃは、シールドボックス３０１の開口３０９の周囲に間隔Ｘをあけて配置されている。この間隔Ｘは、各導電性板バネ群３０８を構成する３つの導電性板バネのうち２点に何らかの異常が発生し導通接点部としての機能を保持できなくなった場合を想定して決定される。即ち、隣接する導電性板バネ群３０８の、互いに最も遠い位置にあたる導電性板バネ間の距離を間隔Ｘにて配置している。図２に例示する構成の場合、隣接する導電性板バネ群３０８ａ，３０８ｂは、互いに最も遠い位置にあたる導電性板バネ３０８ａ１，３０８ｂ３間の距離を間隔Ｘにて配置している。また、隣接する導電性板バネ群３０８ｂ，３０８ｃは、互いに最も遠い位置にあたる導電性板バネ３０８ｂ１，３０８ｃ３間の距離を間隔Ｘにて配置している。

前述した導電性板バネ（導通接点部）間の距離の最大長である間隔Ｘは、シールドボックス３０１の開口３０９の周囲に設けた、隣接する導電性板バネ群３０８，３０８間の間隔Ｘであり、導通していないシールドボックス３０１とシールド蓋３０３の間隔（スリット）と捉えることができる。このスリット長が制御基板３０２の動作周波数の逓倍値にて生じる電磁波周波数に対する共振波長１／４λ以上とならないよう決定されることで、シールド構造はその電磁波漏洩防止機能を保持することが可能となる。

一般的に波長λは、シールド対象である制御基板３０２の動作周波数をｆとした場合、光速Ｃ（３０×１０^９[cm]）から、波長λ＝光速Ｃ÷周波数ｆで求めることが出来る。

例えば、ここで制御基板３０２の動作周波数ｆが１００ＭＨｚであり、シールドしたい電磁波周波数を動作周波数ｆの１０逓倍である１ＧＨｚ以下と設定した場合、その最大の電磁周波数１ＧＨｚの波長λは前述の式から３０[cm]となる。特にこの波長λの１／２λ（１５[cm]）乃至１／４λ（７．５[cm]）が最も共振しやすい長さであり、前述のスリット長（間隔Ｘ）がこの共振波長１／４λ未満であることが重要となる。本実施形態に当てはめると、Ｘ＜１／４λ＝７．５ｃｍと設定することで、１ＧＨｚ以下の電磁周波数に対しては電磁波の漏洩なくシールドを構成することが可能となる。

更に制御基板３０２のシールドしたい電磁周波数を規格上最大となる５ＧＨｚ以下と設定する場合は、その１／４λとすると１．５[cm]となる。つまり１．５[cm]未満の間隔Ｘは規格上必要とされない為、これ以上の値にて配置間隔Ｘを決定すれば問題とならない。

すなわち、隣接する導電性板バネ群３０８の互いの間隔Ｘ[cm]を、前記シールド対象である制御基板３０２の電磁波周波数の波長λに基づいて、１．５[cm]≦Ｘ＜１／４λ[cm]とする。これにより、作業者に対する作業負担を最小限に抑えてメンテナンスのし易さを維持しつつ、低コストな構成で電磁波漏洩防止の効果が確実に得られる。更に導電性板バネ群３０８間の間隔Ｘを利用してシールド容器内部と外部とのアクセスを容易に実現でき、製品設計の自由度も向上する。

なお、本実施形態では、シールドボックス３０１とシールド蓋３０３とを固定する構成として、締結ビス３０４を用いて４偶を締結する構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、導電性板バネ群３０８によりシールドボックス３０１とシールド蓋３０３との電気的導通が得られる固定方法ならば、ビス１点又は板金間の引っ掛け等による固定でもよい。

〔第２実施形態〕
図３（Ａ）は第１実施形態で例示した導電性板バネ群３０８の詳細図であるが、第一のシールド部材と第二のシールド部材を電気的に接触導通するための接触部の構成はこれに限定されるものではなく、例えば図３（Ｂ）に示す構成であっても良い。

図３（Ｂ）は第２実施形態に係る電磁波シールド装置における接触部の構成を示す詳細図である。なお、接触部を除くその他の構成は前述した実施形態と同様であるため、ここでは接触部の構成についてのみ説明する。

図３（Ｂ）に示すように、本実施形態においても接触部３１１は、複数の接触部（図示せず）からなり、各接触部がシールドボックス３０１の開口縁部３１０の全周にわたって間隔をあけて設けられている。各接触部３１１は、少なくとも一つ以上の導通接点部からなり、図３（Ｂ）では各接触部が３点の導通接点部３１２からなる構成を例示している。

各接触部３１１を構成する各導通接点部３１２は、シールドボックス３０１の開口縁部３１０に加工を施して一体に設けたものであり、バネ状の特性をもたせ、シールド蓋３０３との接点部にリベット状の突起加工を施したものである。すなわち、各接触部３１１を構成する各導通接点部３１２は、シールドボックス３０１に加工を施して一体に設けた、導電性を有する弾性部材である。

上述したように、本実施形態によれば、接触部の配置構成を第１実施形態と同様にした場合、機能的には同等のシールド効果が得られる。ただし、シールドボックス３０１の一部を加工して接点部を形成していることからコスト的には第１実施形態に比べて好適となっている。

更に本実施形態においても、従来の締結ビスを大幅に減らすことができ、作業者に対する作業負担を最小限に抑えてメンテナンスのし易さを維持しつつ、低コストな構成で電磁波漏洩防止の効果が確実に得られる。同時に、接触部間の適度な隙間（間隔）を利用してシールド容器内部と外部とのアクセスを容易に実現でき、製品設計の自由度も向上する。

なお、前述した実施形態では、接触部を第一のシールド部材に設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第二のシールド部材に接触部を設けた構成としても良い。

本発明は、画像形成装置の制御基板に限定されるものではなく、広く電子機器に用いられる制御基板等のシールド対象の放射電磁波をシールドする技術として有効である。

第１実施形態に係る電磁波シールド装置の構造を示す斜視図である。 第１実施形態に係る導通接点部の配置詳細図である。 第１、２実施形態に係る導通接点部の構造を示す詳細図である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

３００ …電磁波シールド装置
３０１ …シールドボックス
３０２ …制御基板
３０３ …シールド蓋
３０４ …締結ビス
３０５ …束線
３０６ …コネクタ
３０７ …エッジサドル
３０８ …導電性板バネ群
３０９ …開口
３１０ …開口縁部
３１１ …接触部
３１２ …導通接点部

Claims (4)

1. 開口を有する第一のシールド部材と、前記第一のシールド部材の開口を塞ぐ第二のシールド部材と、前記第一のシールド部材と前記第二のシールド部材の間で、前記第一のシールド部材と前記第二のシールド部材に接触して電気的に導通する複数の接触部とによりシールド対象を覆い、前記シールド対象から放射される電磁波の漏洩を防止する電磁波シールド装置であって、
   前記複数の接触部は、各接触部が複数の導通接点部を備え、
   前記複数の導通接点部を備える各接触部は、前記開口の周囲に間隔をあけて配置され、
   隣接する接触部は、互いに最も遠い位置にあたる導通接点部の間隔Ｘ[cm]を、前記シールド対象の最大の電磁波周波数の波長をλとしたとき、１．５[cm]≦Ｘ＜１／４λ[cm]とすることを特徴とする電磁波シールド装置。
2. 前記シールド対象には複数の束線が配置されており、前記シールド対象に配置された複数の束線を、隣接する接触部の間から前記第一のシールド部材の外部に這い回していることを特徴とする請求項１に記載の電磁波シールド装置。
3. 前記接触部は、各接触部が複数の導通接点部からなり、各導通接点部は前記第一のシールド部材又は前記第二のシールド部材のいずれかに加工を施して一体に設けた、導電性を有する弾性部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁波シールド装置。
4. 前記複数の接触部は、各接触部が複数の板バネからなり、前記板バネは、隣接する接触部の、互いに最も遠い位置にあたる板バネの間隔Ｘ[cm]が、１．５[cm]≦Ｘ＜１／４λ[cm]であることを特徴とする請求項１に記載の電磁波シールド装置。

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