JP7401231B2

JP7401231B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP7401231B2
Application number: JP2019172859A
Authority: JP
Inventors: 昌宏篠塚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2023-12-19
Anticipated expiration: 2039-09-24
Also published as: JP2021052267A

Description

本発明は、無線通信が可能な画像形成装置に関するものである。

画像処理装置など情報処理装置においては、無線通信モジュールを介してプリントを行うための画像データなどを、ネットワークに接続された外部装置と無線で送信することが一般的に行われている。しかし、無線通信モジュールはアンテナを内蔵しているため、設置場所や向きによっては良好な無線通信状態を確保できないことがある。とりわけ、画像処理装置は内部に多くの板金部品を備えており、これが無線通信の妨げになりやすい。

これに対処するために、特許文献１は、無線通信モジュールをインターフェース回路に接続するためのコネクタを画像形成装置本体上に複数個所設けて、いずれかのコネクタに無線通信モジュールを接続することによって無線通信状態を確保している。これによって、アンテナを内蔵する無線通信モジュールの設置場所の自由度を高め、電波の妨げを受けることなく無線通信を可能にしている。

特開２０１１－６２８６１号公報

特許文献１のような画像形成装置においては、無線通信モジュールを画像形成装置の外側から接続することで、画像形成装置内部にある板金部品による電波の妨げを受けずに配置することができる。
しかし、特許文献１のような構成の場合、画像形成装置の外側で無線通信モジュールを保持するスロットモジュールに加え、無線通信モジュールとスロットモジュールとを電気的に接続するための接続部品が必要となる。また、スロットモジュールと画像形成装置とを電気的に接続するための接続部品も必要となる。
このため、画像形成装置を構成する部品が増加してしまい、コストが上昇してしまう。また、無線通信モジュールと接続する基板までの距離が長い場合、一般的には放射ノイズの影響を避けるためにＵＳＢケーブルを使用する必要があるため、このこともコストの上昇の要因となる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、コストの上昇を抑制しつつ、放射ノイズによる影響を低減することができる、無線通信が可能な情報処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、シートに画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段を制御する回路基板と、前記回路基板を覆っているシールド部材と、外部装置と無線通信が可能な通信手段と、前記シールド部材に覆われた空間に収容され、前記回路基板と前記通信手段とを接続するフレキシブルフラットケーブルと、を有し、前記通信手段は、前記シールド部材から露出した第１部分と、前記シールド部材に覆われた第２部分と、を含むプリント回路基板を有し、前記通信手段は、前記シールド部材から露出するように、前記プリント回路基板の前記第１部分に設けられたアンテナ部を有し、前記通信手段は、前記シールド部材に覆われるように、前記プリント回路基板の前記第２部分に設けられ、前記フレキシブルフラットケーブルが接続された接続部を有することを特徴とする。

本発明によれば、コストの上昇を抑制しつつ、放射ノイズによる影響を低減した、無線通信可能な情報処理装置を提供することができる。

画像形成装置の内部構成を示す概略図である。画像形成装置のハードウェア構成を示す図である。無線通信モジュールと箱型シールドの配置関係を説明するための図である。図３を矢印Ａの方向から見た図である。

以下、本発明を実施するための実施例について図面を用いて説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成要素は、あくまで例示であり、本発明の範囲をこれらに限定するものではない。

図１を用いて、本発明の実施例に係る画像形成装置１００の本体内部の構成の概略について説明する。
図１は、アンテナ２０４を内蔵した無線通信モジュール２０３を備える画像形成装置１００を背面から見た斜視図の例である。図１（ａ）は、金属製の箱型シールド２０２の蓋２０２ａが取り付けられた状態を示している。また、図１（ｂ）は、箱型シールド２０２の蓋２０２ａが取り外された状態を示している。

図１に示すように、本実施例における情報処理装置は、画像の入力を行うリーダ部１０１と、用紙などのシートに対して画像を形成するプリンタ部１０２と、を含む本体を備えた画像形成装置１００である。画像形成装置１００の背面には、メイン制御基板２０１を収容している金属製の箱型シールド２０２が取り付けられている。
メイン制御基板２０１は、画像形成装置１００の本体を統括的に制御する機能を有する制御モジュールであり、無線通信回路とＩＦ（Intermediate Frequency）回路を備えた回路基板により構成される。メイン制御基板２０１は、高速信号を取り扱っているため、全面が箱型シールド２０２で覆われている。

箱型シールド２０２は、メイン制御基板２０１の全面をシールド板金で囲う箱型のシールド部材であり、メイン制御基板２０１から放射されるノイズを遮蔽する。
箱型シールド２０２は、メイン制御基板２０１を覆う蓋２０２ａを備えている。画像形成装置１００が使用される際には、図１（ａ）に示されるように、蓋２０２ａは箱型シールド２０２に取り外し可能なように取り付けられる。メインテナンスなどのためにメイン制御基板２０１へアクセスする際には、図１（ｂ）に示されるように、蓋２０２ａは箱型シールド２０２から取り外される。

箱型シールド２０２には、図３で後述するように開口部が設けられ、開口部を通して、アンテナ２０４を内蔵した無線通信モジュール２０３が取り付けられている。無線通信モジュール２０３は、その一端を含む一部分が箱型シールド２０２の内部に収容され、他端を含むその他の部分は箱型シールド２０２の外部に露出するように配置されている。無線通信モジュール２０３の箱型シールド２０２から露出する部分には、他端の近傍にアンテナ２０４が配置されている。

画像形成装置１００の背面には、メイン制御基板２０１の他に、エンジン制御基板２１７、高圧制御基板２１８、低圧電源基板２２０、冷却ＦＡＮ２１９の基板や、その他の電気部品が配置されている。
エンジン制御基板２１７は、例えば、冷却ＦＡＮ２１９のような画像形成装置１００内の各負荷の駆動や、図示しないセンサ類の情報収集解析や、プリンタ部１０２内の負荷の制御などを行う。
高圧制御基板２１８は、作像、現像、帯電などの用紙に対して画像を形成する上で必要な高電圧を生成する。
低圧電源基板２２０は、商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換し、直流電圧を各負荷や各基板へ供給する。

無線通信モジュール２０３は、フレキシブルフラットケーブル（Flexible Flat Cable。以下、「ＦＦＣ」という）２１４によってメイン制御基板２０１と電気的に接続されている。ＦＦＣ２１４は、第１コネクタ２１５を介して無線通信モジュール２０３と接続されている。また、ＦＦＣ２１４は、第２のコネクタ２１６を介してメイン制御基板２０１と接続されている。第１コネクタ２１５と第２コネクタ２１６は、ともに、箱型シールド２０２で覆われた領域に配置されている。
メイン制御基板２０１と無線通信モジュール２０３とを接続する接続部材としてＦＦＣ２１４を用いることにより、メイン制御基板２０１と無線通信モジュール２０３との間の高速信号の送受信を可能としている。

無線通信モジュール２０３は、プリント基板上に導体パターンで構成されたアンテナ２０４を備えている。画像形成装置１００は、アンテナ２０４を介して画像データなどのデータを送受信することで、外部装置との無線通信が可能となっている。
ただし、アンテナ２０４は、設置場所や向きによっては、良好な無線通信状態を確保できないことがある。とりわけ、画像形成装置１００は本体の内部に箱型シールド２０２のように板金部品を多く備えているため、これが無線通信の妨げになりやすい。このため、アンテナ２０４は板金部品から一定の距離を離して配置する必要がある。

メイン制御基板２０１と無線通信モジュール２０３との接続のためにＦＦＣ２１４を用いるメリットは、コネクタハウジングなどを備える必要なく、接続に要する部品点数が少ないため、コストを抑えることができることである。また、ケーブルを使用せずに板間コネクタで基板同士を直接接続する構成に比べて、任意の長さで配線することができるため、画像形成装置１００内において無線通信モジュール２０３を配置する自由度を高めることができる。これにより、コストの上昇を抑制しつつ、板金部品による電波の妨害を受けない配置をすることが可能となる。

図２は、画像形成装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１１に記憶されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）２１２に展開する。そして、展開したプログラムに基づき処理を実行することによって、メイン制御基板２０１の機能を実行する。
ＲＯＭ２１１は、プログラムや、ＣＰＵ２１０が処理を実行する際に用いるデータなどを記憶する。
ＲＡＭ２１２は、ＣＰＵ２１０がプログラムに基づき処理を実行する際のワークエリアなどとして使用される。

ネットワークインターフェース２１３は、メイン制御基板２０１（又は画像形成装置１００）をネットワークに接続するためのインターフェースである。
インターフェース２０７は、メイン制御基板２０１をリーダ部１０１と接続するためのインターフェースである。
インターフェース２０８は、メイン制御基板２０１をプリンタ部１０２と接続するためのインターフェースである。
インターフェース２０９は、メイン制御基板２０１を無線通信モジュール２０３と接続するためのＵＳＢインターフェースである。
これらのハードウェアは、内部バス２０６を介して互いに通信可能に接続されている。

無線通信モジュール２０３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，ｇ，ｎ対応であり、ＦＦＣ２１４によってインターフェース２０９と接続される。
アクセスポイント２２１は、無線通信モジュール２０３を子機として通信する。
これらのハードウェアを有する画像形成装置１００の無線通信機能は、ＣＰＵ２１０がＲＯＭ２１１に記憶されたプログラムに基づき処理を実行することによって実現される。

次に、図３及び図４を用いて、本実施例における無線通信モジュール２０３と箱型シールド２０２との配置関係について説明する。
図３は、無線通信モジュール２０３と箱型シールド２０２とを画像形成装置１００の背面からみた図である。図４は、図３を矢印Ａの方向から見た断面図である。

図に示されるように、無線通信モジュール２０３は、プリント配線基板２０３ａを備え、プリント配線基板２０３ａモールド部材である保持部材３０３に保持されている。そして、無線通信モジュール２０３は、メイン制御基板２０１を覆う箱型シールド２０２の一部に設けられた開口部３０１を通して、箱型シールド２０２に取り付けられ、ビス３０２によって固定されている。

無線通信モジュール２０３内のプリント配線基板２０３ａ上に導体パターンにより形成されたアンテナ２０４は、電波特性を満たすために、箱型シールド２０２に対して所定の距離Ｌ１を離して配置されている。なお、距離Ｌ１は、アンテナ２０４から箱型シールド２０２の板金部分までの最短距離を示している。すなわち、距離Ｌ１は、図４に示すように、箱型シールド２０２の開口部３０１の端部３０１ａからアンテナ２０４までの最短距離である。

無線通信モジュール２０３は、その一部分が箱型シールド２０２の内部に侵入するように、所定の距離Ｌ２の分だけ箱型シールド２０２に収容されるように取り付けられている。なお、距離Ｌ２は、図４に示すように、無線通信モジュール２０３の端部から箱型シールド２０２の側面に向かって直角に引いた直線が箱型シールド２０２の側面と交わる点までの距離を示している。
距離Ｌ２は、無線通信モジュール２０３に接続される第１コネクタ２１５が箱型シールド２０２内に収容されるように設定される。このように、距離Ｌ２の分だけ無線通信モジュール２０３が箱型シールド２０２の内部に収容されるように取り付けられることによって、ＦＦＣ２１４を箱型シールド２０２の内部に収容することができる。

このような状態に無線通信モジュール２０３を箱型シールド２０２に取り付けることによって、高速信号を伝送しているＦＦＣ２１４からノイズが放射されるような場合であっても、ノイズを箱型シールド２０２により遮蔽することができる。

また、メイン制御基板２０１の第２コネクタ２１６は、箱型シールド２０２に設けられた開口部３０１の近傍に設けられている。このため、ＦＦＣ２１４をより短い配線で接続可能な構成となっている。
ＦＦＣ２１４を短くすることにより、コストの上昇を抑制することができる。また、高速信号を伝送するＦＦＣ２１４がメイン制御基板２０１上できるだけ重ならないように配置することで、ＦＦＣ２１４において伝送する高速信号による放射ノイズがメイン制御基板２０１に影響するリスクを低減している。

本実施例においては、箱型シールド２０２からアンテナ２０４までの距離Ｌ１を１５ｍｍ以上に設定する。これにより、アンテナ２０４は所望の電波特性を満たすことができる。ただし、距離Ｌ１は、アンテナ２０４の電波特性によって定められるものである。特に、アンテナ部材がプリント配線基板上に導体パターンで構成される、電波特性は、基板の厚さ、材料、導体パターンの太さや厚みなどのパラメータに依存するものである。
また、本実施例においては、無線通信モジュール２０を箱型シールド２０２の内部に収容する距離Ｌ２を１０ｍｍ以上に設定する。これにより、ＦＦＣ２１４を箱型シールド２０２の内部に収容することができる。

第１のコネクタ２１５のコネクタ幅Ｘ１は、一般的に、５ｍｍである。また、第１コネクタ２１５は、実装工程における自動挿入機の寸法制限を考慮して、無線通信モジュール２０３の端部から内側に所定の距離Ｘ２（例えば、５ｍｍ）の余裕をもって実装される。したがって、距離Ｌ２を、Ｘ１とＸ２の和（例えば、１０ｍｍ）以上に設定することにより、第１コネクタ２１５を箱型シールド２０２内に収容することができる。

以上のように、本実施例によれば、無線通信モジュール２０３とメイン制御基板２０１との基板間の接続にＦＦＣ２１４を用いることにより、接続に要する部品のコストの上昇を抑制することができる。また、無線通信モジュール２０３の一部分を箱型シールド２０２の内部に配置することにより、ＦＦＣ２１４を箱型シールド２０２の内部に収容し、ＦＦＣ２１４を伝送している高速信号による放射ノイズを箱型シールド２０２で遮蔽することができる。

本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。すなわち、上述した実施例及びその変形例を組み合わせた構成もすべて本発明に含まれるものである。

１００画像形成装置
２０１メイン制御基板
２０２箱型シールド
２０３無線通信モジュール
２０４アンテナ
２１４フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）
３０１開口部

Claims

シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段を制御する回路基板と、
前記回路基板を覆っているシールド部材と、
外部装置と無線通信が可能な通信手段と、
前記シールド部材に覆われた空間に収容され、前記回路基板と前記通信手段とを接続するフレキシブルフラットケーブルと、を有し、
前記通信手段は、前記シールド部材から露出した第１部分と、前記シールド部材に覆われた第２部分と、を含むプリント回路基板を有し、
前記通信手段は、前記シールド部材から露出するように、前記プリント回路基板の前記第１部分に設けられたアンテナ部を有し、
前記通信手段は、前記シールド部材に覆われるように、前記プリント回路基板の前記第２部分に設けられ、前記フレキシブルフラットケーブルが接続された接続部を有することを特徴とする画像形成装置。
前記シールド部材は開口部を有し、
前記プリント回路基板の前記第２部分が前記シールド部材に覆われた空間に挿入されるように、前記通信手段は、前記開口部を通して、前記シールド部材に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記アンテナ部から前記開口部までの距離が１５ｍｍ以上であり、
前記第２部分のうち、前記開口部から前記シールド部材に覆われた空間に挿入された部分の長さが１０ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。