JP2010143211A - 記録装置、及び信号線配線方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速かつ低ＥＭＩ伝送を行うために差動伝送方式を採用した場合、クロストークを防止しつつ、高品質な信号伝送を維持するためにグランド線で差動信号線をガードするなら、情報量が増加するに従い信号線数が増加すると、グランド線の数も増加する。これは、コストアップに招く。
【解決手段】同一平面状に複数の信号線を並走して配置するフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）において、２つの差動信号線対それぞれの信号線をグランド線を挟まずに交互に配置する。
【選択図】 図４Ａ

Description

本発明は記録装置及び信号線配線方法に関し、特に、差動伝送方式を用いて信号を伝送する記録装置及び信号線配線方法に関する。

本発明はに関する。

近年情報機器内で伝送を行う情報量は飛躍的に増加し、かつ、高速伝送が求められている。例えば、インクジェット記録装置などのプリンタではその内部で画像処理を行うエンジン部からインクを吐出し記録媒体に記録を行う記録ヘッドへ画像データを伝送する必要がある。この画像データはインクを吐出するノズル数の増加、用いられるインク色の増加により、その情報量が飛躍的に増加し、より高速で多量の伝送をすることが求められている。

また、記録媒体のサイズが大きくなるのに伴い、装置本体のサイズも大型化し、装置内部での伝送距離も長くなってきている。そのため、高速伝送を維持しつつ、信号品質を保つことが困難になってきている。

一方、データ量の増加、伝送の高速化に伴いＥＭＩ（放射ノイズ）レベルが増加し、ＥＭＩ対策に要する時間、コストが増加してきている。

上記のような高速に多量のデータを高品質で転送し、かつ、ＥＭＩレベルを低減する伝送方式として従来より差動伝送方式が広く知られている。差動伝送方式は１つの信号をその逆相の信号とともに、２つの信号で伝送することで、ノイズ耐性に優れた低電圧での伝送が可能なため、高速、高品質かつＥＭＩレベルの低い伝送を行うことができる。

しかしながら、差動伝送方式では１対の信号の片方のみにノイズが入ると誤動作の危険があるため、通常、１対の信号毎にグランド線を両端に設け、ノイズをガードしている。そのためｎ個の信号を伝送するには２ｎ本の差動信号線と、（ｎ＋１）本のグランド線が必要となる。このために、必要な信号線の増加は避けられないものであった。

特に、Ａ０サイズやＢ０サイズの記録媒体を用いる大判プリンタなどでは、画像を処理するエンジン部からインクを吐出する記録ヘッドへの伝送距離が長くなり、ケーブルの引き回しが問題となる。さらに、差動伝送方式では、信号線が増加することによるコストアップの問題もある。加えて、用いるインク色の数が多くなると、その問題もより大きくなる。

この問題を解決するために、これまでにも、例えば、特許文献１で提案されているように、上下に配置した差動信号線を互いに交差するように配線し、ガードするグランド線を減らす技術が知られている。

また、全ての信号を差動伝送方式で伝送せず、特定の信号の伝送のみを差動伝送方式を採用し、その他の信号の伝送にはシングルエンド伝送方式を採用して、信号線の増加を防ぐ技術も知られている。そして、差動伝送方式とシングルエンド伝送方式とが共存した場合には、互いのクロストークの影響を防ぐために差動信号とシングルエンド信号とをグランド線により分離した配線を行っていた。
特開２００７−０６７５９０号公報

しかしながら、特許文献１に示される方法では次のような問題がある。即ち、上下に配線された差動信号線からのクロストークノイズがグランド線に混入することを低減することはできるが、同一平面状に並走して配線された隣り合う差動信号線からのクロストークを低減したり、信号線の数を低減することはできない。また、基板上の配線であれば信号間の距離は一定であり効果はあるが、往復移動するキャリッジと記録装置本体とを接続するフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）などを用いて信号を長距離伝送する場合は信号間の距離が一定とはならない。このため、ノイズ低減を効果的に行なうことは困難である。

一方、差動伝送方式とシングルエンド方式を共存させ配線する方法では差動信号と非差動信号との間にグランド線を挟むため、信号線数の増加を招き、信号線の多い場合にはケーブルの本数或は太さが増加し、装置のコストアップを招くという問題があった。また、ケーブルの増加に伴い、配線経路の確保も困難なものとなっていた。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、同一平面状に並走配線された隣り合う差動線からのクロストークの低減と、信号線数の低減と、差動信号線とシングルエンド信号線とが共存しかつ信号線数の増加抑制が可能な記録装置を提供することを目的とする。また、この記録装置に適用される信号線配線方法を提供することも別の目的とする。

上記目的を達成するために本発明の記録装置は、以下のような構成からなる。

即ち、記録ヘッドを備えたキャリッジユニットを往復移動させながら、前記記録ヘッドにより記録を行う記録装置であって、前記キャリッジユニットと前記記録装置の本体が備える前記記録ヘッドの制御部との間が、同一平面上に複数の信号線を並走するように配置した接続部により接続されており、前記接続部は２つの差動信号線対それぞれの信号線をグランド線を挟まずに交互に配置することを特徴とする。

また他の発明によれば、記録ヘッドを備えたキャリッジユニットと、記録装置の本体が備える前記記録ヘッドの制御部との間を接続する接続部の信号線配線方法であって、前記接続部が備える２つの差動信号線対それぞれの信号線を、グランド線を挟まずに交互に配置することを特徴とする信号線配線方法を備える。

従って本発明によれば、同一平面状に並走して配線された隣り合う信号線からのクロストーク低減、信号線の低減を図ることができるという効果がある。さらに、シングルエンド信号線が共存する場合でも、信号線の増加を抑え、最適な配線をすることができるという効果もある。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。さらに人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かも問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

＜インクジェット記録装置本体の概略説明（図１Ａ〜図１Ｂ）＞
図１Ａは本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の外観斜視図であり、図１Ｂは図１Ｂに示したインクジェット記録装置のアッパカバーを取り外した状態を示す斜視図である。

図１Ａ〜図１Ｂに示されるように、インクジェット記録装置（以下、記録装置）２の前面に手差し挿入口８８が設けられ、その下部に前面へ開閉可能なロール紙カセット８９が設けられている。そして、記録紙等の記録媒体（以下、記録媒体）は手差し挿入口８８又はロール紙カセット８９から記録装置内部へと供給される。インクジェット記録装置は、２個の脚部９３に支持された装置本体９４、排紙された記録媒体を積載するスタッカ９０、内部が透視可能な透明で開閉可能なアッパカバー９１を備えている。また、装置本体９４の右側には、操作パネル１２、インク供給ユニット及びインクタンクが配設されている。

図１Ｂに示されているように、記録装置２は、さらに、記録紙等の記録媒体を矢印Ｂ方向（副走査方向）に搬送するための搬送ローラ７０が備えられている。一方、記録媒体の幅方向（矢印Ａ方向、主走査方向）に往復移動可能に案内支持されたキャリッジユニット（以下、キャリッジ）４も備えられている。またさらに、キャリッジ４を矢印Ａ方向に往復移動させるためのキャリッジモータ（不図示）及びキャリッジベルト（以下、ベルト）２７０と、キャリッジ４に装着されたインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）１１が備えられている。またさらに、インクを供給するとともに記録ヘッド１１の吐出口の目詰まりなどによるインク吐出不良を解消させるための吸引式インク回復ユニット９も備えられている。

この記録装置の場合、キャリッジ４には、記録媒体にカラー記録を行うために、４つのカラーインクに対応して４つのヘッドからなる記録ヘッド１１が装着されている。即ち、記録ヘッド１１は、例えば、Ｋ（ブラック）インクを吐出するＫヘッド、Ｃ（シアン）インクを吐出するＣヘッド、Ｍ（マゼンタ）インクを吐出するＭヘッド、Ｙ（イエロ）インクを吐出するＹヘッドで構成されている。

以上の構成で記録媒体に記録を行う場合、搬送ローラ７０によって記録媒体を所定の記録開始位置まで搬送した後、キャリッジ４により記録ヘッド１１を主走査方向に走査させる動作と搬送ローラ７０により記録媒体を副走査方向に搬送させる動作とを繰り返す。これにより、記録媒体全体に対する記録が行われる。

即ち、ベルト２７０およびキャリッジモータ（不図示）によってキャリッジ４が図２に示された矢印Ａ方向に移動することにより、記録媒体に記録が行われる。キャリッジ４が走査される前の位置（ホームポジション）に戻されると、搬送ローラによって記録媒体が副走査方向（図１Ｂに示された矢印Ｂ方向）に搬送される。その後、再び図１Ｂ中の矢印Ａ方向にキャリッジを走査することにより、記録媒体に対する画像や文字等の記録が行なわれる。上記の動作を繰り返し、記録媒体の１枚分の記録が終了すると、その記録媒体はスタッカ９０内に排紙され、１枚分の記録が完了する。

さて、記録ヘッド１１を搭載したキャリッジ４はフレキシブルフラットケーブル（ＦＰＣ）９１により記録装置本体と接続される。実際は、キャリッジ４と記録装置の本体が備える、記録ヘッドの制御部（後述のヘッド伝送制御部１２５）との間が接続部となる。従って、ＦＰＣ９１はキャリッジ４の往復移動に従って変形伸縮する。また、ＦＰＣ９１には多数の信号線とグランド線と電力供給線とが含まれており、その一部は差動伝送方式により信号伝送を行い、一部はシングルエンド伝送方式により信号伝送を行なう。

なお、図１Ａ〜図１Ｂに示した記録装置では、Ａ０、Ｂ０などの大判サイズの記録媒体を用いて記録するこが可能である。

＜インクジェット記録装置の制御構成（図２Ａ〜図２Ｂ）＞
図２Ａは図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図２Ａに示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、ＲＡＭ６０４、システムバス６０５、Ａ／Ｄ変換器６０６などで構成される。ここで、ＲＯＭ６０２は後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納する。ＡＳＩＣ６０３は、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド１１の制御のための制御信号を生成する。ＲＡＭ６０４は、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等として用いられる。システムバス６０５は、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行う。Ａ／Ｄ変換器６０６は以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給する。

また、図２Ａにおいて、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。この画像データは、例えば、ラスタ形式で入力される。

さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリントスイッチ６２２、回復スイッチ６２３などから構成される。

６３０は装置状態を検出するためのセンサ群であり、位置センサ６３１、温度センサ６３２等から構成される。

さらに、６４０はキャリッジ４を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。

ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査の際に、ＲＡＭ６０４の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（吐出用のヒータ）を駆動するためのデータを転送する。

キャリッジ４には多くの電気的接点が設けられており、記録ヘッド１１が装着されることで、記録ヘッドとキャリッジの電気的接点が互いに接続し、電力の供給と電気信号の授受が可能になる。その電力と電気信号とは、記録装置の本体部よりフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）６０７に含まれる多くの信号線により供給される。ＦＦＣ６０７は同一平面上に複数の信号線を並走するように配線したものであり、近年の装置の大判化に伴いＦＦＣの長さは２ｍに及ぶこともある。

図２Ｂは、図１Ａ〜図１Ｂに示す大判サイズの記録媒体を用いて記録を行なう記録装置が備える各構成要素についてまとめたブロック図である。

図２Ｂにおいて、６１０は記録する画像データやコマンド等を供給するパソコン（ＰＣ）などのホストであり、２が記録装置である。

記録装置２の内部は、装置全体を制御するための制御ユニット（装置）１２０や、記録ヘッド１１を搭載したキャリッジ４、キャリッジ４を主走査方向に往復移動させるキャリッジ搬送ユニット１０６を備えている。さらに紙等の記録媒体を副走査方向に移動させる紙搬送ユニット１０７、記録ヘッド１１へインクを供給する供給ユニット１０８を備える。またさらに、記録ヘッド１１の表面クリーニングやインク吸引、インク滴吐出等を行うことで記録ヘッド１１を良好な状態に回復させる回復ユニット１０９、各ユニットの電源を供給する電源ユニット１１０、操作パネル部１１２などで構成される。

キャリッジ４は、キャリッジ搬送ユニット１０６のレール（不図示）等で支持され、キャリッジ搬送ユニット１０６のキャリッジベルトでキャリッジ搬送ユニット１０６のモータ（不図示）に接続される。このモータの回転でキャリッジ４は、図１ＢのＡ方向に往復走査される。

紙搬送ユニット１０７は、紙等の記録媒体を図１Ｂで示す副走査方向へ移動させるために、搬送ローラをモータとロータリーエンコーダで回転制御する。

制御ユニット１２０は、その内部は機能的には、パソコン６１０とのインタフェース（Ｉ／Ｆ）や全体の動作を管理するコントローラ６００を備える。さらに、記録ヘッド１１の駆動データや駆動パルスや駆動電圧等を制御するヘッド伝送制御部１２５、記録装置２の内部ユニットのセンサ群６３０やアクチュエータ（モータ等）とのインタフェースや駆動を行うＩ／Ｏ制御部＆ドライバ部１２６等を有する。

ヘッド伝送制御部１２５は記録データを記録ヘッド３への駆動するデータ形式に合わせた信号に変換し、生成する。そして、コントローラ６００の制御により駆動信号を生成し、これら信号を記録ヘッド１１へ送信する。記録ヘッド１１は、ヘッド伝送制御部１２５からの信号によって駆動され、インクを吐出することで、画像を形成する。

伝送路１２７は同一平面状に多数の信号線を配線したＦＦＣなどの配線である。

Ｉ／Ｏ制御部＆ドライバ部１２６は、コントローラ６００によってタイミング制御された信号で駆動され、接続されている各ユニット１０６〜１０９などを駆動制御する。

次に、上記構成の装置におけるＦＦＣによる信号伝送の実施例について説明する。

まず、比較のために差動伝送方式を用いた従来の信号線配置のＦＦＣにおける信号伝送について説明する。

図３は差動伝送方式を用いてコントローラ６００から記録ヘッド３へ信号伝送する際の従来のＦＦＣにおける信号線配線の一部の断面を示したものである。

図３において、Ａ＋、Ａ−は位相の異なる同一信号からの差動信号（第１の差動信号）を示す。また、Ｂ＋、Ｂ−は同一信号からの位相の異なる差動信号（第２の差動信号）を示す。Ｇはグランド線を示す。図３に示すように従来は各差動信号線対（Ａ＋，Ａ−と、Ｂ＋，Ｂ−）をグランド線でガードし、信号品質の劣化を防ぐよう信号線配置を行ってきた。

しかしながら、従来の方法では１対の差動信号線に対し２本のグランド線でのガードが必要なため、２対の差動信号を伝送するには７本の信号線が必要であった。そのため、データ信号線の数が膨大な場合、ＦＦＣの信号線の本数が増加し、コストアップにつながっていた。

また、ＦＦＣの信号線の本数が増加することは、ＦＦＣの這い回し方に自由度が無くなり、設計負荷が大きくなるという問題もあった。

図４Ａは本発明の実施例１に従う信号線配置を採用したＦＦＣの断面図である。

図４Ａにおいて、図３と同様に、Ａ＋，Ａ−と、Ｂ＋，Ｂ−とは各々、同一信号からの位相の異なる差動信号を示す。また、Ｇはグランド線を示す。図３と図４Ａとを比較すると分かるように、従来例と比べ２対の信号線をグランド線を挟まずに交互に配置することによって２対の差動信号の伝送を６本の信号線で実現している。また、グランド線は信号線配置の両端に２対の差動信号線を挟むように配置する。

このようにグランド線を挟まないことは、隣接信号線からのクロストークノイズが増加する懸念がある。この実施例はクロストークの影響について考慮して配置されたものであり、図４Ａにおける各信号に対するクロストークノイズ成分を図４Ｂ〜図４Ｄに示す。なお、図４Ｂ〜図４Ｄにおいて同一信号からの差動対信号同士のクロストークは互いに同期しているため影響がないものとする。

図４Ｂにおいて、Ｂ＋の信号に影響を与えるクロストークノイズ成分は左隣のＡ＋からのΔＡ＋と右隣のＡ−からのΔＡ−である。ここで、二つのクロストーク成分ΔＡ＋とΔＡ−は互いに逆相でかつ振幅の等しいノイズ成分であるので互いに打ち消し合い、Ｂ＋自身にとってはノイズ成分は０に等しくなる。

同様に図４Ｃにおいて、Ａ−についてもクロストークノイズ成分は左隣のＢ＋からのΔＢ＋と右隣のＢ−からのΔＢ−である。ここで、二つのクロストーク成分ΔＢ＋とΔＢ−は互いに逆相でかつ振幅の等しいノイズ成分であるので互いに打ち消し合い、Ａ−自身にとってはノイズ成分は０に等しくなる。

従って、真中に挟まれたＢ＋、Ａ−の信号については異なる差動信号であるにも係わらずグランド線を挟むことなく、かつ、クロストークノイズの影響を０にして配置することができる。

図４Ｄは一方の挟み込む側の信号に影響を与えるクロストークを示す図である。

Ａ＋について検討すると、そのクロストークノイズ成分は右隣Ｂ＋からのΔ' Ｂ＋のみであり、これは打ち消されずに残る。また、Ｂ−についても検討すると、クロストークノイズ成分は左隣Ａ−からのΔ' Ａ−のみであり、これも打ち消されずに残る。

ここでＡ＋、Ｂ−のインピーダンスを考えるとこれら二つの信号線は隣にグランド線が並走している。そのため、両脇のいずれもグランド線が並走していない信号線よりもインピーダンスは低く、クロストークノイズもグランドとの寄生容量成分を介してグランドへと流れ、Ａ＋、Ｂ−が被るノイズレベルは緩和される。

図５は各差動信号線対の信号波形の具体的な例を示す図である。

図５において、Ａ＋とＡ−、Ｂ＋とＢ−は互いにペアの差動信号を示している。また、ＡとＢは信号線両端のレシーバにより差動信号から単一信号へと復元された信号を示す。

ここで、図４Ａに示したように信号線を配置している場合、Ａ＋の立ち上がりに同期してクロストークノイズΔＡ＋が隣の信号線Ｂ＋に発生する。また、Ａ＋の立ち上がりと同期してＡ−が立ち下るので、クロストークノイズΔＡ−が両隣りのＢ＋とＢ−に発生する。このとき、Ｂ＋の信号線では逆相で振幅の等しいクロストークノイズΔＡ＋とΔＡ−が同時に発生するため見かけ上は相殺されて０レベルとなり、影響は受けない。

これに対して、Ｂ−については相殺される信号がないため、クロストークノイズΔ' Ａ−が波形に現れる。しかし、Ｂ−は隣にグランド線が並走しているため、グランド線が無い場合（図５の点線波形）に比べ、クロストークノイズのレベルは小さくなる。

一方、Ｂ＋の立ち上がり時にはクロストークノイズΔＢ＋が両隣りの信号線Ａ＋とＡ−に発生する。また、Ｂ＋の立ち上がりと同期してＢ−が立ち下り、クロストークノイズΔＢ−が隣りのＡ−に発生する。このときＡ−の信号線では振幅の等しい逆相のクロストークノイズΔＢ＋とΔＢ−が同時に発生するため、見かけ上は相殺されて０レベルとなり、影響は受けない。

これに対して、Ａ＋については相殺される信号がないため、クロストークノイズΔ' Ｂ＋が波形に現れる。しかし、Ａ＋は隣にグランド線が並走しているため、グランド線が無い場合（図５の点線波形）に比べ、クロストークノイズのレベルは小さくなる。

さて、レシーバには差動信号Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−が入力される。このとき、先に述べたようにＡ＋、Ｂ−には若干のクロストークノイズが残るがグランド線の効果により復元の際に問題のないレベルとなる。

ここで、先に述べたクロストークノイズの緩和レベルは信号線とグランド線との距離（グランド線との間の寄生容量）に依存し変化するため、代表的なケーブルを用いて、実測により評価を行った。

図６Ａはクロストークノイズの緩和の程度を評価するために用いた実験構成を示すブロック図である。

ここでは、ドライバにＴＩ社製のSN65LVDS9638Dを、レシーバにはＴＩ社製のSN65LVDS9637Dを用いており、伝送ケーブルとして０．５ｍｍピッチ、長さ２ｍのFFCケーブルを使用している。そして、信号として互いに位相の異なる１ＭＨｚ、デューティ比５０％、振幅３．３Ｖの矩形波形を入力し、ドライバ出力の差動信号、差動信号の差動値を測定する。

図６Ｂと図６Ｃは、図６Ａに示した構成により測定を行って得られた測定結果を示す図である。

図６Ｂに示されるように、両側をもう１対の差動信号にて囲まれたＢ＋、Ａ−の信号については先に述べたようにクロストーク成分は打ち消しあうためノイズによる信号の乱れはほとんど見られない。若干の乱れは、この測定システムが正確にインピーダンスマッチングをしていないことによるものであり、インピーダンスを整合させれば乱れは消える。

また、Ａ＋、Ｂ−については多少のクロストーク成分は見受けられるが片側をグランド線でガードしているため、ノイズレベルは低い。このことは、図６Ｃに示す差動出力値からも理解できるように誤動作を起こすレベルではない。

従って以上説明した実施例に従えば、従来１対の差動信号を２本のグランド線でガードしていた場合に比べ、差動信号線対２つあたり一本のグランド線を減らし、かつ信号品位を保った伝送が可能となる。

実施例１では信号伝送が差動伝送方式を採用した場合の信号線配置について示したが、この実施例では差動伝送方式とシングルエンド方式の２種類の伝送方式が共存して信号伝送を行う場合の信号線配置について説明する。

まず、比較のために差動伝送方式とシングルエンド方式を用いた信号線が共存した従来の信号線配置のＦＦＣにおける信号伝送について説明する。

図７は差動伝送方式とシングルエンド方式を用いた信号線が共存した従来の信号線配置のＦＦＣにおける信号線配線の一部の断面を示したものである。

図７において、Ａ＋、Ａ−は位相の異なる同一信号からの差動信号を示す。また、Ｂ＋、Ｂ−についても同一信号からの位相の異なる差動信号を示す。Ｃ、Ｄはシングルエンドの信号を示し、Ｇはグランド線を表す。

一般的に差動伝送方式に比べシングルエンド方式は振幅が大きいため、差動信号線とシングルエンド信号線を隣り合わせて配置すると差動信号に大きなクロストークノイズが混入し誤動作を起こす場合があった。そのため従来より、差動信号線とシングルエンド信号線とはグランド線によって分離し、クロストークが混入しない構成にする必要があった。

しかし、この場合、図７に示すように２対の差動信号と２つのシングルエンド信号を伝送するためには、グランド線を含め１１本の信号線が必要である。従って、信号線の数が増加すると、伝送ケーブルのサイズが大きくなり、コストアップを招いていた。

図８Ａは本発明の実施例２に従う信号線配置を採用したＦＦＣの断面図である。

この実施例では２つのシングルエンド信号を各々１対の差動信号にて囲んだ構成としている。図８Ａで用いられる記号は、図７のそれと同様である。

図８Ｂは図８Ａに示す信号線配置におけるクロストークノイズの影響を示す図である。

図８Ｂに示すように、シングルエンド信号Ｃには左隣Ａ＋からのクロストークノイズ成分ΔＡ＋と左隣Ａ−からのクロストークノイズ成分ΔＡ−の２つのクロストークを受ける。しかしながら、ΔＡ＋とΔＡ−は互いに逆相で振幅の等しいクロストークであるので互いに打ち消しあい、シングルエンド信号Ｃ自身が受けるノイズレベルは０に等しくなる。

また、差動信号Ａ＋と差動信号Ａ−とはそれぞれ、シングルエンド信号ＣからΔＣのクロストークノイズ成分を受ける。このクロストークノイズ成分ΔＣは二つの差動信号Ａ＋、Ａ−に同相で混入してくるため、これらの差分信号を受信するレシーバで差をとることによりノイズレベルは最終的には０と等しくなる。

同様に、シングルエンド信号Ｄには両隣りＢ＋、Ｂ−からのクロストークノイズ成分ΔＢ＋、ΔＢ−の２つのクロストークを受ける。しかしながら、ΔＢ＋とΔＢ−は逆相で互いに振幅の等しいクロストークであるため、互いに打ち消しあい、シングルエンド信号Ｄ自身が受けるノイズレベルは０と等しくなる。

また、差動信号Ｂ＋と、差動信号Ｂ−とはそれぞれ、シングルエンド信号ＤからΔＤのクロストークノイズ成分を受ける。このクロストークノイズ成分ΔＤは二つの差動信号Ｂ＋、Ｂ−に同相で混入してくるため、これらの差分信号を受信するレシーバで差をとることによりノイズレベルは最終的には０と等しくなる。

図９は差動信号線対とシングルエンド信号の信号波形の具体的な例を示す図である。

図９において、Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−は互いにペアの差動信号を示す。Ｃ、Ｄはそれぞれ、シングルエンド信号である。また、Ａ、Ｂはレシーバにより差動信号Ａ＋、Ａ−と差動信号Ｂ＋、Ｂ−から復元された信号を示す。

ここで、各波形のおけるクロストークノイズについて説明する。

シングルエンド信号ＣにはＡ＋の立ち上がりに同期してクロストークノイズΔＡ＋が発生する。また、同時にＡ−は立ち下がるためΔＡ＋と逆相のクロストークノイズΔＡ−が発生する。このとき、ΔＡ＋とΔＡ−は互いに逆相でかつ振幅の等しい信号であるため波形上は相殺されてなくなる。

一方、シングルエンド信号Ｃの変化点においてはクロストークノイズΔＣが両隣りのＡ＋、Ａ−に発生する。シングルエンド信号は差動信号に比べ信号レベルが大きい場合が多いので大きなクロストークノイズが発生する。図９に示す点線部９１がこのクロストークノイズである。

このノイズはＡ＋及びＡ−に同相かつ等しい振幅で混入する。そのため、レシーバにおいて差動信号Ａ＋とＡ−の差を求め、その演算結果をＡとして出力する。出力信号Ａは式（１）で表わされる。

Ａ＝（Ａ＋）−（Ａ−）＝｛（Ａ＋）＋ΔＣ｝−｛（Ａ−）＋ΔＣ｝ ……（１）
式（１）から分かるようにノイズ成分は差し引かれ所望の波形が復元される。

また、シングルエンド信号ＤにはＢ＋の立ち上がりとＢ−の立ち下がりとに同期してクロストークノイズΔＢ＋、ΔＢ−が発生する。ここで、ΔＢ＋とΔＢ−は互いに逆相でかつ振幅の等しい信号であるため波形上は相殺されてなくなる。

一方、シングルエンド信号Ｄの変化点においてはクロストークノイズΔＤが両隣りのＢ＋、Ｂ−に発生する。図９に示す点線部９２がこのクロストークノイズである。

このノイズはＢ＋及びＢ−に同相かつ等しい振幅で混入する。そのため、レシーバにおいて差動信号Ｂ＋とＢ−の差を求め、その演算結果をＢとして出力する。出力信号Ｂは式（２）で表わされる。

Ｂ＝（Ｂ＋）−（Ｂ−）＝｛（Ｂ＋）＋ΔＤ｝−｛（Ｂ−）＋ΔＤ｝ ……（２）
式（２）から分かるようにノイズ成分は差し引かれ所望の波形が復元される。

従って以上説明した実施例に従えば、差動信号線とシングルエンド信号線を配置することにより互いのクロストークを各々打ち消しあいグランド線を挟むことなく配置することが可能となる。この実施例のように２本のシングルエンド信号線と２対の差動信号線とを配線する場合、従来は１１本必要であった信号線を９本に低減することができる。

しかしながら、この場合はシングルエンド信号線と両脇の差動信号線との距離が一定である場合に有効であり、実際のケーブルで配線間距離にばらつきがあると打ち消し効果が低減する恐れがある。そのため、線路のインピーダンスを正確に測定し、インピーダンスマッチングを行うことは必須事項である。

インピーダンスマッチングが正確に行われていれば、以上説明した信号線配置の構成を用いることにより差動伝送方式とシングルエンド方式の信号線が共存した伝送形態においても信号線の増加を極力抑えながら、信号品位を保った伝送を行うことが可能となる。

なお、以上の実施例において、記録装置に適用される記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。

また、以上の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体等）を備えている。そのため、その熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

さらに加えて、本発明のインクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力装置として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

更に本発明はインクジェット記録装置に限ったものではなく、差動伝送方式での伝送を用いたあらゆる情報機器内での伝送に用いることができる。

更に本発明は情報機器内での伝送のみでなく、プリント基板における配線に用いることもできる。

、 本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。 、 記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。 差動伝送方式を用いてコントローラ６００から記録ヘッド３へ信号伝送する際の従来のＦＦＣにおける信号線配線の一部の断面を示した図である。 本発明の実施例１に従う信号線配置を採用したＦＦＣの断面図である。 、 、 図４Ａにおける各信号に対するクロストークノイズ成分を示す図である。 各差動信号線対の信号波形の具体的な例を示す図である。 クロストークノイズの緩和の程度を評価するために用いた実験構成を示すブロック図である。 、 図６Ａに示した構成により測定を行って得られた測定結果を示す図である。 差動伝送方式とシングルエンド方式を用いた信号線が共存した従来の信号線配置のＦＦＣにおける信号線配線の一部の断面を示したものである。 本発明の実施例２に従う信号線配置を採用したＦＦＣの断面図である。 図８Ａに示す信号線配置におけるクロストークノイズの影響を示す図である。 差動信号線対とシングルエンド信号の信号波形の具体的な例を示す図である。

符号の説明

４ キャリッジ
１１ 記録ヘッド
６０７ ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）

Claims (9)

1. 記録ヘッドを備えたキャリッジユニットを往復移動させながら、前記記録ヘッドにより記録を行う記録装置であって、
   前記キャリッジユニットと前記記録装置の本体が備える前記記録ヘッドの制御部との間が、同一平面上に複数の信号線を並走するように配置した接続部により接続されており、
   前記接続部は２つの差動信号線対それぞれの信号線をグランド線を挟まずに交互に配置することを特徴とする記録装置。
2. 前記グランド線は前記２つの差動信号線対の両端に配置することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記接続部が、前記記録装置の本体が備える前記記録ヘッドの制御部と、前記キャリッジユニットが備える記録ヘッドの間を接続することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
4. 前記接続部がフレキシブルフラットケーブルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の記録装置。
5. 前記フレキシブルフラットケーブルはさらにシングルエンド信号線を含むことを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記シングルエンド信号線を前記差動信号線対それぞれの信号線で囲むように配置することを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記差動信号線対それぞれの信号線は、位相の異なる同一信号からの差動信号を伝送することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 記録ヘッドを備えたキャリッジユニットと、記録装置の本体が備える前記記録ヘッドの制御部との間を接続する接続部の信号線配線方法であって、
   前記接続部が備える２つの差動信号線対それぞれの信号線を、グランド線を挟まずに交互に配置することを特徴とする信号線配線方法。
9. さらにシングルエンド信号線を前記差動信号線対それぞれの信号線で囲むように配置することを特徴とする請求項８に記載の信号線配線方法。

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