JP6821376B2

JP6821376B2 - ２層基板

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Publication number: JP6821376B2
Application number: JP2016199778A
Authority: JP
Inventors: 篠塚　昌宏; 昌宏篠塚; 三宅　和則; 和則三宅; 光彦鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2036-10-11
Also published as: US10842019B2; US20180103542A1; JP2018063971A

Description

本発明は、画像形成装置に搭載される２層基板に関する。

一般に、電子機器は、基材上に導電材料により形成された導体パターンと導体パターンに半田付けされた電子素子とを電気絶縁性の層によって被覆した印刷回路基板を有する。このような電子機器においては、操作者の指などに帯電した静電気が電子機器の筺体を介して印刷回路基板へ流れ、印刷回路基板に実装された電子回路に損傷を生じさせるおそれがある。筺体の外装部材を固定するねじも静電気が流れる経路を構成する場合があるので、特許文献１は、静電気の侵入源としてのねじと印刷回路基板および金属板との沿面距離を増加させて絶縁することを開示している。特許文献１の電子機器は、外装部材と機器本体との間に印刷回路基板および金属板を挟んでねじにより締結されており、ねじを取り囲む座を外装部材または機器本体に凸状に形成することにより、ねじと金属板とを絶縁している。これによって、静電気がねじから金属板を介して印刷回路基板へ流れることを防止している。

特開平０７−４３８０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のねじを取り囲む座は、樹脂材料で形成することによりねじと金属板とを絶縁する必要がある。そのため、ねじの取付け及び取り外しを繰り返し行うと、ねじの締め付け強度が低くなるおそれがある。また、締め付け強度の低下を防止するために硬度の高い樹脂材料で座を形成すると製造コストが高くなる。

そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、２層基板の実装部品への静電気による影響を抑制することを目的とする。

本発明の一実施例による、両面に導体のパターンを有する２層基板は、
当該２層基板を画像形成装置の支持部材にネジ止めするための複数の開口が形成されており、
前記２層基板の第１面のパターンには、前記第１面の電気部品が実装される領域と前記複数の開口のなかの第１開口との間にスリットが形成されており、
前記第１面の前記スリットは、前記第１面において前記第１開口から前記複数の開口のなかの第２開口へ延びており、
前記２層基板は、前記第１面を前記支持部材に向けてネジ止めされることを特徴とする。

本発明によれば、２層基板の実装部品への静電気による影響を抑制することができる。

画像形成装置の構成を示す説明図。画像形成装置の背面図。背面側から見た画像形成装置の斜視図。画像形成装置の背面側から見た負荷制御基板を示す図。外装カバーが取り付けられた画像形成装置の斜視図。負荷制御基板の配線パターンを示す図。スリットが設けられた負荷制御基板の配線パターンを示す図。画像形成装置の背面における静電気放電経路を示す図。スリットが設けられていない負荷制御基板における静電気放電経路を示す図。スリットが設けられた負荷制御基板における静電気放電経路を示す図。

＜画像形成装置＞
以下、添付図面を参照して実施形態を説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す説明図である。画像形成装置１００は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する。画像形成装置１００としては、例えば、電子写真複写機（例えば、デジタル複写機）、電子写真プリンタ（例えばカラーレーザビームプリンタ、カラーＬＥＤプリンタ等）、ＭＦＰ（複合機）、ファクシミリ装置および印刷機がある。画像形成装置１００は、カラー画像形成装置であるが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。本実施形態では、画像形成装置１００のみを説明するが、本発明は、印刷回路基板を備える種々の形態の電子機器に適用可能である。

画像形成装置１００は、ユーザが操作をするためのユーザインタフェース（ＵＩ）である操作部１２６を備えている。操作部１２６は、ユーザが指示を入力するためのボタンおよびユーザへ情報を表示する液晶画面（表示部）を有する。画像形成装置１００は、原稿の画像情報を読み取る原稿読取部１２０を備える。原稿読取部１２０は、例えば、イメージスキャナである。また、画像形成装置１００は、画像が形成される記録紙などの記録媒体（以下、用紙という）を収納する用紙収納部（以下、給紙カセットという）１２１を備える。給紙カセット１２１は、画像形成装置１００の本体２００の金属製の底板金２２６（図２）と用紙とが平行になるように本体２００の最下部に配置されている。画像形成装置１００は、現像剤としてのトナーを収納するトナー収納容器であるトナーボトル１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋが着脱自在なカラー画像形成装置である。

画像形成装置１００の本体２００には、画像形成部としてのプロセスカートリッジ１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋが着脱可能に装着されている。プロセスカートリッジ１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成を行う。添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを示す。以下、特に区別する必要がある場合を除き、添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略することがある。プロセスカートリッジ１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋは、同様の構造を有する。ここでは、プロセスカートリッジ１０３Ｙの構造について説明し、他のプロセスカートリッジ１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋの構造については説明を省略する。プロセスカートリッジ１０３Ｙは、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１０４Ｙを備える。感光ドラム１０４Ｙの周囲には、帯電器１０９Ｙ、現像器１０５Ｙおよびドラムクリーナ１１２Ｙが配置される。

感光ドラム１０４Ｙは、アルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有する。感光ドラム１０４Ｙは、駆動装置としてのモータ２１７（図２）により所定の回転速度となるように回転される。帯電器１０９Ｙは、転写帯電高電圧基板２２４から印加される帯電電圧により感光ドラム１０４Ｙの表面を負極性の所定電位に帯電する。そして、感光ドラム１０４Ｙが回転すると共に後述のレーザ露光器１０８からの光が感光ドラム１０４Ｙを走査すると、静電潜像が感光ドラム１０４Ｙ上に形成される。現像器１０５Ｙは、イエロートナーを収納し、感光ドラム１０４Ｙ上に形成される静電潜像にイエロートナーを付着させて現像（可視化）してイエロートナー像を生成する。現像器１０５Ｙには、トナーボトル１３０Ｙからイエロートナーが補給される。ドラムクリーナ１１２Ｙは、感光ドラム１０４Ｙ上のイエロートナー像を中間転写ベルト（中間転写体）１０１へ一次転写した後に感光ドラム１０４上に残留したトナーを除去するクリーニングブレードを有する。

プロセスカートリッジ１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃおよび１０３Ｋのそれぞれの感光ドラム１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃおよび１０４Ｋに対向して、中間転写ベルトユニット１１５が設けられている。中間転写ベルトユニット１１５は、４個の一次転写ローラ１１４と、中間転写ベルト１０１と、中間転写ベルト１０１を駆動する駆動ローラ１１６と、ベルトクリーナ１０７と、駆動ローラ１１６の軸に設けられた歯車とを備える。駆動ローラ１１６は、本体２００に設けられた駆動歯車（不図示）により回転される。駆動ローラ１１６は、中間転写ベルト１０１を介して二次転写ローラ１１７に対向して配置されている。駆動ローラ１１６は、二次転写対向ローラを兼ねる。中間転写ベルト１０１は、駆動ローラ１１６により図１において反時計回りに回転させられる。ベルトクリーナ１０７は、二次転写後に中間転写ベルト１０１上に残留するトナーを除去する。

４個の一次転写ローラ１１４Ｙ、１１４Ｍ、１１４Ｃ、１１４Ｋは、それぞれ、感光ドラム１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋに対向して配置されている。一次転写ローラ１１４は、感光ドラム１０４に向って付勢されている。一次転写ローラ１１４と感光ドラム１０４との間に、中間転写ベルト１０１が挟まれる。用紙の搬送方向において二次転写ローラ１１７の下流に、定着ローラ１１８及び加圧ローラ１１９を有する定着器１５０が設けられている。用紙は、給紙カセット１２１又は手差しトレイ１２２から給紙ローラ１３５により１枚ずつ搬送路へ給送される。用紙は、搬送路を引き抜きローラ１３６及びレジストローラ１２３により搬送されて、定着器１５０へ供給される。定着器１５０を通過した用紙は、排出ローラ１２４により、画像形成装置１００の本体２００の上部に設けられた排出トレイ１２５へ排出される。給紙カセット１２１又は手差しトレイ１２２から排出ローラ１２４までの搬送路は、縦パスである。

プロセスカートリッジ１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋの下には、レーザ露光器１０８が設けられている。レーザ露光器１０８は、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に従って発光を行うレーザ発光部を備える。レーザ露光器１０８は、各色の画像情報に従ってレーザ光（光ビーム）を出射して、各感光ドラム１０４を露光する。これによって、各帯電器１０９により均一に帯電された各感光ドラム１０４の表面に各色の画像情報に応じた静電潜像が形成される。

＜画像形成動作＞
次に、画像形成装置１００による画像形成動作を説明する。画像形成装置１００は、操作部１２６により画像形成の開始指示が入力されると、原稿読取部１２０により原稿を読み取る。読み取った原稿の画像情報（画像データ）は、レーザ露光器１０８へ入力される。また、操作部１２６により画像形成の開始指示が入力されると、感光ドラム１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋの表面は、それぞれ帯電器１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋにより均一に負極性に帯電される。レーザ露光器１０８は、原稿読取部１２０から入力された各色の画像情報に従ってレーザ光を出射し、各感光ドラム１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋの表面に各色の静電潜像を形成する。各現像器１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋは、各感光ドラム１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋの表面上に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。

各感光ドラム１０４に形成されたトナー像は、感光ドラム１０４と一次転写電圧（トナーと逆極性（正極性））が印加された一次転写ローラ１１４とにより、中間転写ベルト１０１上に一次転写される。プロセスカートリッジ１０３Ｙ、プロセスカートリッジ１０３Ｍ、プロセスカートリッジ１０３Ｃ、プロセスカートリッジ１０３Ｋの順にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が中間転写ベルト上に順次転写される。このようにして、中間転写ベルト１０１上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を順次重ね合わせる。一次転写後に各感光ドラム１０４上に残留するトナーは、各ドラムクリーナ１１２に設けられたクリーニングブレードにより掻き落とされ、回収される。

中間転写ベルト１０１上のトナー像は、駆動ローラ（二次転写対向ローラ）１１６と二次転写ローラ１１７との間の二次転写部へ搬送される。用紙は、中間転写ベルト１０１上のトナー像が二次転写部へ搬送されるタイミングに合わせて、給紙カセット１２１又は手差しトレイ１２２から二次転写部へ搬送される。用紙は、レジストローラ１２３により二次転写部へ搬送される。中間転写ベルト１０１上のトナー像は、二次転写部へ搬送された用紙の上に、二次転写電圧（トナーと逆極性（正極性））が印加された二次転写ローラ１１７により一括して二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト１０１上に残留するトナーは、ベルトクリーナ１０７により掻き落とされ、廃トナーとして回収される。

トナー像が転写された用紙は、定着器１５０へ搬送される。定着器１５０は、定着ローラ１１８と加圧ローラ１１９との間の定着ニップ部により、用紙に転写されたトナー像を加熱および加圧し、フルカラー画像として用紙に定着させる。画像が形成された用紙は、排出ローラ１２４により、画像形成装置１００の本体２００の上部に設けられる排出トレイ１２５へ排出される。このようにして、一連の画像形成動作が終了する。

＜背面電装＞
図２は、画像形成装置１００の背面図である。図３は、背面側から見た画像形成装置１００の斜視図である。矢印Ｄ１は、画像形成装置１００の下から上へ鉛直方向に向かう方向を示す。矢印Ｄ２は、画像形成装置１００の背面から前面へ向かう方向を示す。矢印Ｄ３は、画像形成装置１００の前面から背面へ向かう方向を示す。図２において、画像形成装置１００の本体２００の背面側から見えない構成部品は、破線で示されている。

画像形成装置１００の背面には、後側板２５０が設けられている。後側板２５０は、後述する基板や駆動部品（モータ）が取り付けられるように適度な強度を有する。後側板２５０は、画像形成装置１００の底部に設けられる底板金２２６および画像形成装置１００の頂部に設けられる天板２２８に接触している。後側板２５０は、画像形成装置１００内の板金（不図示）及び導電性部材とも電気的に接触してグランド電位を導通することでフレームグランドとして機能している。

画像形成装置１００の後側板２５０には、モータ２１５、２１７、２１６、２１３、２１４、及び２０６が設けられている。各モータは、駆動対象となる構成部品の近くに配置されている。

モータ２１５は、感光ドラム１０４Ｋ及び中間転写ベルトユニット１１５の駆動ローラ１１６を駆動する。モータ２１７は、感光ドラム１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃを駆動する。モータ２１６は、現像器１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ及び１０５Ｋ内の現像スクリューを駆動する。モータ２１５、２１７及び２１６は、感光ドラム１０４を駆動する歯車および現像スクリューを駆動する歯車と共にメイン駆動ユニット２１８として一体化されている。メイン駆動ユニット２１８は、画像形成装置１００の本体２００に取り外しできるように装着されている。

モータ２１３、２１４は、用紙を搬送するために、給紙ローラ１３５および引き抜きローラ１３６を駆動する。図２に示すように、モータ２１３、及び２１４は、画像形成装置１００の背面側から見て左側で用紙の搬送路の付近に配置されている。モータ２１３は、給紙ローラ１３５を駆動する。モータ２１４は、搬送方向において給紙ローラ１３５の下流に設けられた引き抜きローラ１３６を駆動する。モータ２０６は、定着器１５０の近くに配置され、定着ローラ１１８及び加圧ローラ１１９の少なくとも一方を駆動させる。画像形成装置１００の後側板２５０には、上記の各モータの他に、負荷制御基板２０１、電源基板２２１、画像制御基板２１９、転写帯電高電圧基板２２４及び作像高電圧基板２２３が設けられている。

印刷回路基板である画像制御基板２１９は、操作部１２６に電気的に接続されている。画像制御基板２１９は、画像形成処理の制御を行う制御部を有する。画像制御基板２１９は、画像形成装置１００の背面側から見て右上側に配置されている。画像制御基板２１９は、画像形成装置１００の背面側が開口された箱型の板金である画像制御基板箱２２０内に収納され、画像制御基板箱（支持部材）２２０にねじにより固定されている。画像制御基板箱２２０の開口部は、他の板金により塞がれている。画像制御基板箱２２０は、画像制御基板２１９から放射されるノイズをシールドする。画像制御基板箱２２０は、後側板２５０にねじにより固定さており、グランド電位を導通することでフレームグランドとして機能している。また、操作部１２６に接続される配線の配線長を短くするために、画像形成装置１００の背面側から見て画像制御基板２１９の左上付近にコネクタ（不図示）が設けられる。画像形成装置１００の背面側から見て画像制御基板２１９の左辺には、外部機器との接続用のコネクタ（不図示）、ネットワーク用のコネクタ（不図示）等の外部インターフェース用のコネクタ（不図示）が設けられている。

電源基板２２１は、商用電源から供給される交流電力を分配したり、交流電力を直流電力へ変換する。電源基板２２１は、画像形成装置１００の背面側から見て左側に鉛直方向に縦長に配置され、商用電源を供給するケーブルに最も近い位置に配置されている。電源基板２２１は、画像形成装置１００の背面側が開口された箱型の板金である電源箱２２２内に収納され、電源箱２２２にねじにより固定されている。電源箱２２２は、後側板２５０にねじにより固定されており、グランド電位を導通することでフレームグランドとして機能している。

印刷回路基板である負荷制御基板２０１は、画像形成装置１００に設けられる各種モータ等の負荷部品やセンサ（検知器）の動作を制御する制御部を有する。負荷制御基板２０１は、鉛直方向において画像制御基板２１９の下側に配置されている。画像形成装置１００の背面側から見て、負荷制御基板２０１の上部は、画像制御基板２１９の下部と重なるように配置されている。画像制御基板２１９は、負荷制御基板２０１の後ろ側に位置して重なっている。負荷制御基板２０１は、支持部材としての金属製の支持板金２０８に金属製のねじにより固定されている。支持板金２０８は、金属性の後側板２５０に金属製のねじにより固定されており、グランド電位を導通することでフレームグランドとして機能している。

転写帯電高電圧基板２２４は、一次転写ローラ１１４へ印加される一次転写電圧、二次転写ローラ１１７へ印加される二次転写電圧、及び帯電器１０９へ印加される帯電電圧を生成する。転写帯電高電圧基板２２４は、画像形成装置１００の背面側から見て画像形成装置１００の右下部に配置されている。作像高電圧基板２２３は、現像器１０５へ印加される現像電圧を生成する。転写帯電高電圧基板２２４と作像高電圧基板２２３は、モールド部材である高電圧箱２２７に収められている。高電圧箱２２７は、底板金２２６にねじにより固定されている。

画像制御基板２１９は、多数の高速信号を処理するために端子のピッチが狭い集積回路（以下、ＩＣという）およびＢＧＡ（Ball Grid Array）を実装しているので、多層構造の基板（８層基板）で構成されている。電源基板２２１は、一次の交流電圧と二次の直流電圧を扱うためにパターン間の距離を大きくする必要があるので、片面（１層）基板で構成されている。負荷制御基板２０１は、端子のピッチが狭いＩＣを実装しているので、多層基板（２層基板）で構成されている。転写帯電高電圧基板２２４及び作像高電圧基板２２３は、低電圧の制御信号と高電圧とを扱うためにパターンの距離を大きくする必要があるので、片面基板で構成されている。本実施形態では、画像制御基板２１９と負荷制御基板２０１とを別々に設けているが、画像制御基板２１９と負荷制御基板２０１の層数を揃えて一体化してもよい。

図４は、画像形成装置１００の背面側から見た負荷制御基板２０１を示す図である。負荷制御基板２０１は、負荷制御基板２０１を支持板金２０８に固定するための複数の基板固定部２０３a、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄ及び２０３ｅを備える。基板固定部２０３ａ〜２０３ｅにはねじ穴が形成されている。支持板金２０８と負荷制御基板２０１とがねじにより共締めされて、負荷制御基板２０１は支持板金２０８に固定される。支持板金２０８は、支持板金２０８を後側板２５０に固定するための支持板金固定部２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ及び２１１ｄを備える。支持板金固定部２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ及び２１１ｄにはねじ穴が形成されている。後側板２５０と支持板金２０８とがねじにより固定される。支持板金２０８は、フレームグランドとして機能する後側板２５０にねじにより固定されているので、支持板金２０８もフレームグランドとして機能している。

図５は、外装カバー３００が取り付けられた画像形成装置１００の斜視図である。外装カバー３００は、画像形成装置１００の背面を覆っている。外装カバー３００は、５点で外装カバーねじ３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ及び３０１ｅにより画像形成装置１００の本体２００に固定されている。外装カバーねじ３０１ｄ及び３０１ｅは、画像形成装置１００の上部の左右の２点にそれぞれ設けられている。外装カバー３００は、画像形成装置１００の鉛直方向に上から下へ向かって外装カバーねじ３０１ｄ及び３０１ｅにより天板２２８に固定されている。外装カバーねじ３０１ａ、３０１ｂ及び３０１ｃは、画像形成装置１００の下部の右、中央及び左の３点にそれぞれ設けられている。外装カバー３００は、画像形成装置１００の背面から前面へ向かう方向Ｄ２に外装カバーねじ３０１ａ、３０１ｂ及び３０１ｃにより底板金２２６に固定されている。

＜負荷制御基板＞
次に、図６を用いて負荷制御基板２０１の配線パターンを説明する。図６は、負荷制御基板２０１の配線パターンを示す図である。図６（ａ）は、負荷制御基板２０１の部品面２０１ａのパターンを示す図である。図６（ｂ）は、負荷制御基板２０１の半田面２０１ｂのパターンを示す図である。負荷制御基板２０１は、部品面２０１ａが画像形成装置１００の背面側に向き、半田面２０１ｂが画像形成装置１００の前面側に向くように配置されている。負荷制御基板２０１の部品面２０１ａには、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）２３１及び特定用途向け集積回路（以下、ＡＳＩＣという）２３２（２３２ａ、２３２ｂ）が設けられている。ＣＰＵ２３１、ＡＳＩＣ２３２ａ及び２３２ｂを接続するために信号パターン２３７ａが設けられている。ＡＳＩＣ２３２ａは、モータ駆動回路部２３３を介して画像形成装置１００内のモータ２１５、及び２１７を駆動する。信号パターン２３７ｄは、ＡＳＩＣ２３２ａとモータ駆動回路部２３３と間を接続する。信号パターン２３７ａ及び２３７ｄは、銅箔等の導体で形成されている。ＡＳＩＣ２３２ａとモータ駆動回路部２３３との間の信号パターン２３７ｄは、一例であり、全ての信号パターンが図示されているわけではない。例えば、ＩＣ２５７ａ〜ＩＣ２５７ｅ（例えば汎用ロジックＩＣ）とセンサ回路部２５８などの回路とを接続するために信号パターンが設けられていてもよい。信号パターンは、負荷制御基板２０１内に多数存在する。

負荷制御基板２０１には、信号パターン２３７ａ〜２３７ｄに加えて、画像形成装置１００内のモータ負荷の電源である直流電圧２４Ｖ用の電源パターン２３６が設けられている。電源パターン２３６も信号パターン２３７同様に、銅箔等の導体で形成されている。直流電圧２４Ｖは、電源基板２２１からケーブル（不図示）を介して負荷制御基板２０１のコネクタ２３０へ供給される。直流電圧２４Ｖは、コネクタ２３０から電源パターン２３６を介してモータ駆動回路部２３３及びＤＣ／ＤＣコンバータ２３４へ供給される。電源パターン２３６は、モータ負荷で消費する電流容量に応じたパターン幅を有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３４は、直流電圧２４Ｖをロジック電圧へ変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３４は、センサ回路部２５８、ＣＰＵ２３１、ＡＳＩＣ２３２ａ、ＡＳＩＣ２３２ｂおよびＩＣ２５７ａ〜ＩＣ２５７ｅの電源として機能する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３４により生成されたロジック電圧は、ロジック電源パターン２３５を介して、センサ回路部２５８、ＣＰＵ２３１、ＡＳＩＣ２３２ａ、ＡＳＩＣ２３２ｂおよびＩＣ２５７ａ〜ＩＣ２５７ｅへ供給される。ロジック電源パターン２３５も、銅箔等の導体で形成されている。

実装部品および配線パターンが設けられていない負荷制御基板２０１のスペースに、グランドパターン２５３が設けられている。実装部品は、ＣＰＵ２３１、ＡＳＩＣ２３２、モータ駆動回路部２３３、ＩＣ２５７およびセンサ回路部２５８を含む。配線パターンは、信号パターン２３７、電源パターン２３６およびロジック電源パターン２３５を含む。実装部品および配線パターンは、電子回路を形成する。グランドパターン２５３は、負荷制御基板２０１の面積の大部分を占めるように部品面２０１ａ及び半田面２０１ｂの両方に設けられている。図６（ａ）と図６（ｂ）中の斜線部分は、グランドパターン２５３を示す。グランドパターン２５３は、部品面２０１ａ及び半田面２０１ｂの基板固定部２０３ａ〜２０３ｅ上にも設けられている。信号パターン２３７、電源パターン２３６およびロジック電源パターン２３５と同様に、銅箔等の導体で形成されている。

負荷制御基板２０１には、複数のスルーホール２５４（２５４ａ、２５４ｂ、２５４ｃ及び２５４ｄ）が設けられている。スルーホール２５４は、多層基板において部品面２０１ａのパターンと半田面２０１ｂのパターンをつなぐために内部に導体を配置した穴である。図６（ａ）において負荷制御基板２０１の右下部に位置するスルーホール２５４ａは、部品面２０１ａ上のＡＳＩＣ２３２ａからの信号パターン２３７ｂと図６（ｂ）に示す半田面２０１ｂ上のセンサ回路部２５８への信号パターン２３７ｃとの間を導通している。負荷制御基板２０１の中央下部に位置するスルーホール２５４ｂおよび中央部に位置するスルーホール２５４ｃは、部品面２０１ａと半田面２０１ｂのグランドパターン２５３を導通している。スルーホール２５４ｄは、部品面２０１ａと半田面２０１ｂのロジック電源パターン２３５を導通している。図６には示されていないが、多数のスルーホール２５４により部品面２０１ａ上の配線パターンと半田面２０１ｂ上の配線パターンが導通している。

負荷制御基板２０１に設けられた信号パターン２３７、電源パターン２３６、ロジック電源パターン２３５およびグランドパターン２５３には、電気絶縁性の層（電気絶縁層）が被覆されている。ただし、部品面２０１ａ側の基板固定部２０３ａ〜２０３ｅ上のグランドパターン２５３には、電気絶縁層が被覆されていない。半田面２０１ｂ側の基板固定部２０３ａ〜２０３ｅ上のグランドパターン２５３は、支持板金２０８に接触することによりフレームグランドのグランド電位に導通されている。グランドパターン２５３は、基板固定部２０３ａ〜２０３ｅで支持板金２０８に電気的に接続されている。これによって、負荷制御基板２０１のグランドパターン２５３のグランド電位をより安定させることができ、負荷制御基板２０１からノイズが放射されるリスクを低減している。また、ＣＰＵ２３１およびＡＳＩＣ２３２は、部品面２０１ａに実装されているが、半田面２０１ｂに実装されていてもよい。

＜負荷制御基板のスリット＞
次に、図７を用いて、負荷制御基板２０１への静電気侵入対策として設けた間隙部分（以下、スリットという）２５１、２５５、２５６を説明する。図７は、スリット２５１、２５５、２５６が設けられた負荷制御基板２０１の配線パターンを示す図である。図７（ａ）は、スリット２５５、２５６が設けられた部品面２０１ａの配線パターンを示す図である。図７（ｂ）は、スリット２５１が設けられた半田面２０１ｂの配線パターンを示す図である。負荷制御基板２０１の部品面２０１ａ及び半田面２０１ｂには、信号パターン２３７、電源パターン２３６及びロジック電源パターン２３５に加えて、実装部品のないスペースの略全面にグランドパターン２５３が設けられている。基板固定部２０３ａ〜ｅにもグランドパターン２５３が設けられている。負荷制御基板２０１内の部品面（第二の面）２０１ａのグランドパターン２５３の一部には、スリット２５５及び２５６が設けられている。部品面２０１ａと反対の半田面（第一の面）２０１ｂのグランドパターン２５３の一部には、スリット２５１が設けられている。スリット２５１、２５５及び２５６は、スリット２５１、２５５及び２５６の長さ全体にわたって略一定の幅を有する。本実施例において、スリット２５１、２５５及び２５６は、２．０ｍｍの幅を有する。なお、スリット２５１、２５５及び２５６は、必ずしもその長さ全体にわたって一定の幅を有する必要はなく、所定の幅以上の幅を有していれば、幅が変化していてもよい。スリット２５１、２５５及び２５６は、単にグランドパターン２５３が形成されていない間隙部分であってもよいし、溝穴として形成された間隙部分であってもよい。

半田面２０１ｂのスリット２５１は、負荷制御基板２０１の基板固定部２０３ｂと２０３ｃとを結ぶように延在して、グランドパターン２５３の一部をグランドパターン２５２として分離している。スリット２５１は、グランドパターン２５３のうち電子回路が設けられている第一の部分Ａと電子回路が設けられていない第二の部分Ｂとの間で、且つ一つの基板固定部２０３ｂからもう一つの基板固定部２０３ｃまで延在している。スリット２５１は、グランドパターン２５３を二つに分断することなくグランドパターン２５３の一部分に設けられている。すなわち、グランドパターン２５３の第一の部分Ａとグランドパターン２５３の第二の部分Ｂ（グランドパターン２５２）とは、基板固定部２０３ｂ及び２０３ｃで連続的につながっている。スリット２５１は、基板固定部２０３ｂと２０３ｃとの間に設けられた基板固定部２０３ａおよびスルーホール２５４ｂよりも負荷制御基板２０１の内側を通るように半田面２０１ｂに設けられている。しかし、グランドパターン２５３は、基板固定部２０３ｂと２０３ｃにおいてグランドパターン２５２から分離されておらず、グランドパターン２５２と２５３との間でグランド電位が導通される。これによって、負荷制御基板２０１内のグランドパターン２５３のグランド電位は、支持板金２０８のグランド電位に保持される。つまり、スリット２５１が設けられた負荷制御基板２０１のグランドパターン２５３には、フレームグランドのグランド電位が導通されるので、グランドパターン２５３のグランド電位の安定性は損なわれない。よって、負荷制御基板２０１からノイズが放射されるリスクを低減することができる。

部品面２０１ａのスリット２５５は、基板固定部２０３ａ及びスルーホール２５４ｂの周りを囲んで、部品面２０１ａのグランドパターン２５３の一部をグランドパターン２５２に分離している。部品面２０１ａのスリット２５６は、基板固定部２０３ｂの周りを囲んで、部品面２０１ａのグランドパターン２５３の一部をグランドパターン２５２に分離している。スリット２５５及びスリット２５６は、グランドパターン２５３から２つのグランドパターン２５２を分離している。しかし、半田面２０１ｂの基板固定部２０３ａ及び２０３ｂがフレームグランドとしての支持板金２０８に接触しているので、部品面２０１ａの２つのグランドパターン２５２は、フレームグランドのグランド電位に導通した状態を維持している。本実施例では、スリット２５１、２５５及び２５６は、２．０ｍｍの幅を有しているが、スリット２５１、２５５及び２５６の幅は、対策したい静電気の印加電圧に従って変更されるべきであり、必ずしも２．０ｍｍに限定されるものではない。スリット２５１、２５５及び２５６の幅は、例えば、１．５ｍｍ、１．８ｍｍ、２．２ｍｍ、２．５ｍｍなどであってもよい。

＜放電経路＞
次に、画像形成装置１００へ静電気が侵入した際の放電経路を説明する。図８は、画像形成装置１００の背面における静電気放電経路を示す図である。図８は、外装カバーねじ３０１ｂから侵入した静電気の放電経路を示している。図８に示す矢印は、静電気の放電電流の向きを表しており、矢印の大きさは、放電電流の大きさを表している。外装カバーねじ３０１ｂは、画像形成装置１００の底部に設けられた底板金２２６に締結されているので、外装カバーねじ３０１ｂに印加された静電気の放電電流は、底板金２２６へ流れる。底板金２２６へ流れた放電電流は、フレームグランドとして底板金２２６に接続されている後側板２５０へ流れる。放電電流は、後側板２５０に支持板金固定部２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ及び２１１ｄでねじにより固定された支持板金２０８へ流れる。放電電流は、フレームグランドとしての支持板金２０８とグランド電位を導通している負荷制御基板２０１へも流れる。ただし、放電電流は、静電気が侵入した箇所で最も大きく、侵入箇所から遠くなるほど板金のインピーダンスにより放電電流は減衰する。図示しないが、他の外装カバーねじ３０１ａ、３０１ｃ又は３０１ｄから侵入した静電気の放電電流も、同様に侵入箇所のねじ周辺の板金へ流れ、フレームグランドとグランド電位を導通している基板（例えば、電源基板２２１や画像制御基板２１９）へも流れ込む。

図９は、スリット２５１、２５５及び２５６が設けられていない負荷制御基板２０１における静電気放電経路を示す図である。図９は、画像形成装置１００を背面側から見た負荷制御基板２０１の部品面２０１ａを示している。図９に示す矢印は、静電気の放電電流の経路を示している。支持板金固定部２１１ａから支持板金２０８へ進入した静電気の放電電流は、支持板金２０８と接触している負荷制御基板２０１の基板固定部２０３ａ及び２０３ｂから半田面２０１ｂのグランドパターン２５３へ侵入する。半田面２０１ｂのグランドパターン２５３から侵入した放電電流は、ねじ及びスルーホール２５４ｂを介して部品面２０１ａのグランドパターン２５３へ侵入する。グランドパターン２５３へ侵入した放電電流により、負荷制御基板２０１内のグランド電位が瞬間的に変動し、ＣＰＵ２３１やＡＳＩＣ２３２等の誤動作を引き起こすことがある。

図１０は、スリット２５１、２５５及び２５６が設けられた負荷制御基板２０１における静電気放電経路を示す図である。図１０（ａ）は、スリット２５５及び２５６が設けられた部品面２０１ａへ侵入した静電気の放電電流の経路を示している。図１０（ｂ）は、スリット２５１が設けられた半田面２０１ｂへ侵入した静電気の放電電流の経路を示している。図１０に示す矢印は、静電気の放電電流の経路を示している。図１０（ｂ）に示すように、支持板金固定部２１１ａから支持板金２０８へ進入した静電気の放電電流は、支持板金２０８と接触している負荷制御基板２０１の基板固定部２０３ｂから半田面２０１ｂのグランドパターン２５３へ侵入する。基板固定部２０３ｂは、静電気の放電電流が負荷制御基板２０１へ侵入する侵入源（ノイズ侵入源）である。静電気の放電電流は、よりインピーダンスの低い方へ流れるので、スリット２５１により分離されたグランドパターン２５２へ流れる。これは、負荷制御基板２０１の配線パターン及び実装部品のないスペースに設けられたグランドパターン２５３よりも、グランドパターン２５２を通って支持板金２０８のフレームグランドへ流れる方がより大きなグランドでありインピーダンスが低いためである。

よって、基板固定部２０３ｂから侵入した放電電流は、図１０（ｂ）に示す半田面２０１ｂのグランドパターン２５２を通って基板固定部２０３ａからフレームグランドである支持板金２０８へ流れる。また、放電電流が半田面２０１ｂのグランドパターン２５２からねじ及びスルーホール２５４ｂを介して部品面２０１ａのグランドパターン２５２へ侵入しても、部品面２０１ａのグランドパターン２５３へ進入することはない。図１０（ａ）に示すように、基板固定部２０３ａ及び２０３ｂを囲うようにスリット２５５及び２５６が設けられているので、部品面２０１ａのグランドパターン２５２へ流れた放電電流は、部品面２０１ａのグランドパターン２５３へ進入しない。部品面２０１ａのグランドパターン２５２へ流れた放電電流は、ねじ又はスルーホール２５４ｂを介して支持板金２０８へ流れる。

ここで、本実施例では、部品面２０１ａの基板固定部２０３ｃの周囲にスリットを設けていない。基板固定部２０３ｃの周囲にスルーホールがなく、且つ、基板固定部２０３ｃのねじから配線パターンへの距離が十分に大きい場合、半田面２０１ｂからの放電電流が部品面２０１ａの配線パターンへ侵入する経路が形成されにくい。従って、基板固定部２０３ｃの周囲の部品面２０１ａにスリットを設ける必要はない。本実施例では、静電気の放電電流が基板固定部２０３ｂから負荷制御基板２０１内へ侵入してきた経路を示している。しかし、静電気の放電電流が画像形成装置１００の下側から基板固定部２０３ａ又は２０３ｃへ侵入する場合も、同じ効果が得られる。

本実施例によれば、負荷制御基板２０１にスリット２５１、２５５、２５６が設けられているので、画像形成装置１００内へ静電気の放電電流が侵入しても、放電電流が負荷制御基板２０１の配線パターンへ侵入することを防止できる。これによって、放電電流が配線パターンへ進入することにより生じる誤動作を防止できる。

本実施例では、外装カバーねじ３０１ｂをノイズ侵入源として、スリット２５１を負荷制御基板２０１の基板固定部２０３ｂと２０３ｃとを結ぶように設けたが、ノイズ侵入源に従ってスリットの位置は変えるべきである。例えば、スリット２５１が基板固定部２０３ｄと２０３ｅとを結ぶように設けてもよい。本実施例では、負荷制御基板２０１内にスリット２５１、２５５，２５６を設けたが、負荷制御基板２０１でなくとも画像形成装置１００内に配置されるいかなる印刷回路基板に設けてもよい。

本実施例によれば、静電気により生じる印刷回路基板の損傷を低コストの簡単な構造で防止することができる。

１００・・・画像形成装置（電子機器）
２０１・・・負荷制御基板（印刷回路基板）
２０８・・・支持板金（支持部材）
２０３a、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄ及び２０３ｅ・・・基板固定部
２５１・・・スリット（間隙部分）
２５３・・・グランドパターン
Ａ・・・第一の部分
Ｂ・・・第二の部分

Claims

両面に導体のパターンを有する２層基板であって、
当該２層基板を画像形成装置の支持部材にネジ止めするための複数の開口が形成されており、
前記２層基板の第１面のパターンには、前記第１面の電気部品が実装される領域と前記複数の開口のなかの第１開口との間にスリットが形成されており、
前記第１面の前記スリットは、前記第１面において前記第１開口から前記複数の開口のなかの第２開口へ延びており、
前記２層基板は、前記第１面を前記支持部材に向けてネジ止めされることを特徴とする２層基板。
前記２層基板の前記第１面と異なる第２面のパターンは、前記第１開口を取り囲むように設けられた第１パターンと、前記第２開口を取り囲むように設けられた第２パターンと、前記第１パターン及び前記第２パターンと異なるグランドパターンとを含み、
前記第２面の前記パターンには、前記第２面の前記第１パターンと前記第２面の前記グランドパターンとの間に前記第１パターンを電気的に隔離する第１スリットが形成されており、前記第２面の前記第２パターンと前記第２面の前記グランドパターンとの間に前記第２パターンを電気的に隔離する第２スリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の２層基板。
前記２層基板には、前記第１面の前記パターンと前記第２面の前記第１パターンとを電気的に接続するスルーホールが形成されており、
前記第１面において前記スルーホールの位置は、前記第１開口と前記スリットとの間であることを特徴とする請求項２に記載の２層基板。
前記第２開口は、前記２層基板のコーナー部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の２層基板。
前記２層基板の前記第１面と異なる第２面には、ケーブルが接続されるコネクタが実装されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の２層基板。
前記２層基板の表面には電気絶縁層が被覆されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の２層基板。
前記画像形成装置のモータの動作を制御する集積回路が実装されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の２層基板。