(57)【要約】【課題】差動信号が伝送される差動信号線からの電磁波の発生を防止し、また、対となる差動信号線を配線基板において容易に同一の配線長に設ける。【解決手段】配線基板３に設けられた伝送回路（ＵＳＢコントローラ）４とコネクタ５の端子間を接続し差動信号を伝送する対となる信号配線１１、１２を、配線基板３の第１の面及び該第１の面とは少なくとも１枚の基板を介した第２の面において所定の距離の関係に設ける。これにより、該対の信号配線１１、１２を伝送される差動信号が互いに干渉して電磁波の発生が打ち消される。また、信号配線１１、１２を少なくとも１枚の基板を間にして配線経路の一部が対称位置に配置することで、基板の同一面に折り返し部を設けて対の信号配線の配線長を揃える場合に比べて同一長の配線パターンの形成が容易になる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の端子を有するコネクタと、前記コネクタを介して他の機器と信号の伝送を行う信号伝送回路と、前記信号伝送回路及び前記コネクタを実装する配線基板と、前記配線基板に設けられた前記伝送回路と前記コネクタの端子間を接続し差動信号を伝送する対となる信号配線とを具備し、
前記対の信号配線は、前記配線基板の第１の面及び該第１の面とは少なくとも１枚の基板を介した第２の面において、該対の信号配線を伝送される差動信号が互いに干渉して電磁波の発生が打ち消される所定の距離の関係に設けられることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記対の信号配線は、前記配線基板の第１の面と該第１の面とは少なくとも１枚の基板を介した第２の面とにおいて、前記少なくとも１枚の基板を間にしてその配線経路の一部が対称位置に配置され、かつ配線長が同一値とされることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記対の信号配線は、ＵＳＢ規格に基づく一対のデータ信号線であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は差動信号を伝送する信号配線を配設した配線基板を備える電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
差動信号の信号配線を配設した配線基板を備える電子機器として、特許文献１に開示されているものがある。この電子機器は、構造の違いにより２つのタイプに分けられる端子を有するコネクタ、このコネクタを介して他のユニットとデータ信号の伝送を行う信号伝送回路、この信号伝送回路と前記コネクタを実装するとともに、それらの間を接続する信号配線を設けた配線基板を具備し、遅延量を合わせることが必要な特定の信号配線については、互いにタイプが同一のコネクタ端子に接続するようにし、かつ対となる差動信号を伝送する対の信号配線については、配線基板の同一面にそれぞれの配線長を同一にした配線パターンをもって形成するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２２４８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載される電子機器では、配線基板の同一面に設けられた対となる信号線に差動信号からなる高速データ信号が伝送されると、その信号線を伝送されるデータ信号によって電磁波が発生し周辺機器の動作障害を引き起こす虞があるが、この点について、特に対応がなされていない。
【０００５】
また、前記電子機器では、配線基板の同一面上に設けられる対となる差動信号線について、配線パターン中に折り返し部分を設けて配線長の調整を行うことにより互いの配線長を揃えているが、現実には配線基板に設ける他の実装部品の配置位置や基板上の配線スペースの関係から、配線基板上の配線パターン中に前記折り返し部分を設ける余裕がなく、対の差動信号線の互いの配線長を同一値にすることが難しい場合がある。
【０００６】
本発明は、従来の問題点を解決するものであり、差動信号が伝送される差動信号線からの電磁波の発生を防止し、また、対となる差動信号線を配線基板において容易に同一値の配線長に設けることができる電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の電子機器は、所定の端子を有するコネクタと、前記コネクタを介して他の機器と信号の伝送を行う信号伝送回路と、前記信号伝送回路及び前記コネクタを実装する配線基板と、前記配線基板に設けられた前記伝送回路と前記コネクタの端子間を接続し差動信号を伝送する対となる信号配線とを具備し、前記対の信号配線は、前記配線基板の第１の面及び該第１の面とは少なくとも１枚の基板を介した第２の面において、該対の信号配線を伝送される差動信号が互いに干渉して電磁波の発生が打ち消される所定の距離の関係に設けられることを特徴とする。
【０００８】
このように構成した電子機器によれば、配線基板に設けられた伝送回路とコネクタの端子間を接続し差動信号を伝送する対となる信号配線を、配線基板の第１の面及び該第１の面とは少なくとも１枚の基板を介した第２の面において、前記所定の距離の関係に設けることで、該対の信号配線を伝送される差動信号が互いに干渉して電磁波の発生が打ち消されることになる。
【０００９】
また、前記電子機器において、前記対の信号配線は、前記配線基板の第１の基板面と該第１の基板面とは少なくとも１枚の基板を介した第２の基板面とにおいて、前記少なくとも１枚の基板を間にしてその配線経路の一部が対称位置に配置され、かつ配線長が同一値とされることを特徴とする。
【００１０】
このように構成した電子機器では、対の信号配線が、配線基板の第１の面及び該第１の面とは少なくとも１枚の基板を介した第２の面において、少なくとも１枚の基板を間にして配線経路の一部が対称位置に配置されるため、従来のように基板の同一面に折り返し部を設けて対の信号配線の配線長を揃える場合に比べて同一長の配線パターンの形成が容易になる。
【００１１】
また、前記電子機器において、前記対の信号配線は、ＵＳＢ規格に基づく一対のデータ信号線であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１には、本発明の一実施形態に係る電子機器で使用される信号インターフェイス部の構成を示す。
【００１４】
この電子機器１は、例えばプリンタ装置であり、その装置本体２内に設けられるプリント配線基板３上には、ＵＳＢコントローラ４が実装されている。このＵＳＢコントローラ４はＵＳＢ規格に基づくデータ通信を制御するものであり、シリアル信号をコネクタ５を介してパーソナルコンピュータなどの外部機器との間で送受信する。そして、プリント配線基板３にはコネクタ５のジャック部６が実装され、このジャック部６にＵＳＢケーブル７のプラグ部８が装着されることにより、電子機器１と外部機器とがＵＳＢケーブル７を介して通信可能に接続される。
【００１５】
電子機器１と外部機器との間ではＵＳＢ規格に基づいてデータ信号の送受信が行われるもので、電子機器１と外部機器とを接続するＵＳＢケーブル７はデータライン（信号線）２本（Ｄ＋、Ｄ−）と電源ライン２本（ＶＢｕｓ、ＧＮＤ）の合計４本の信号線から構成されており、ＵＳＢのデータは、２本のデータラインＤ＋、Ｄ−を使って図２に示すようにそれぞれ信号が反転した差動信号によって伝送される。
【００１６】
コネクタ５のジャック部６には、ＵＳＢケーブ７の４本の信号線がプラグ部８を介して接続される４個の端子９ａ〜９ｄを備えている。このジャック部６の４個の端子９ａ〜９ｄのそれぞれには両面基板からなるプリント配線基板３上に形成した対応する所定の信号配線の配線パターンに接続される。
【００１７】
すなわち、ＵＳＢケーブル７の電源ラインＶＢｕｓが接続される端子９ａには信号配線１０ａが接続される。この信号配線１０ａは電子機器１の図示しない電源回路ブロックに接続されて外部機器から本電子機器１への電力供給を可能にしている。
【００１８】
また、ＵＳＢケーブル７の電源ラインＧＮＤが接続される端子９ｄには信号配線１０ｂが接続される。この信号配線１０ｂは、プリント配線基板３上の所定の位置まで配線されて接地するようにされている。
【００１９】
また、ＵＳＢケーブル７の２本のデータラインＤ＋、Ｄ−のそれぞれが接続される端子９ｂ、９ｃには信号配線１１，１２の一端が接続され、この一対の信号配線１１，１２の他端はそれぞれＵＳＢコントローラ４に接続される。
【００２０】
信号配線１１は、図１に図示のように、その主要な配線部分１１ｃが両面基板のプリント配線基板３の表面側にＵＳＢコントローラ４とジャック部６との間を直線状に結ぶようにして配設され、両端部１１ａ、１１ｂがそれぞれジャック部６とＵＳＢコントローラ４に接続される。一方、信号配線１２は、その主要な配線部分１２ｃが両面基板のプリント配線基板３の裏面側にＵＳＢコントローラ４とジャック部６との間を直線状に結ぶようにして配設される。この信号配線１２の両端部１２ａ、１２ｂは、それぞれジャック部６及びＵＳＢコントローラ４の近傍に設けたスルーホール１４、１５を通じてプリント配線基板３の表面側に出てジャック部６及びＵＳＢコントローラ４に接続されている。
【００２１】
この２本の信号配線１１，１２は、その両端部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂであるジャック部６及びＵＳＢコントローラ４の近傍を除くその配線経路の殆どである主要な配線部分１１ｃ、１２ｃを両面基板の表裏で基板３を介して対称に配置するものである。従って、このような関係で信号配線１１，１２を設けることで、図１及び図３に示すように、両面プリント配線基板３の表側に形成される信号配線１１のの主要な配線部分１１ｃと裏側に形成される信号配線１２の主要な配線部分１２ｃが基板３の表裏面において基板３を挟んで上下で重なる位置関係となる。
【００２２】
そして、基板３を介して基板３の表裏に対称にして（重ねて）配置される差動信号を伝送する対の信号配線１１，１２は、その距離がこの信号配線１１，１２を伝送されるＵＳＢの差動信号が互いに干渉し合って電磁波の発生をキャンセルできる所定の距離以内に設けられるものである。
【００２３】
また、対の信号配線１１，１２は、信号の遅延量を合わせるべく、コネクタ５のジャック部６の端子９ｂ、９ｃからＵＳＢコントローラ４に至るまでの配線パターンの配線長、すなわち主要な配線部分１１ｃ、１２ｃにそれぞれ両端部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂを加えたパターンの全長が互いに等しい長さにされている。なお、図１では、前記主要な配線部分１１ｃ、１２ｃを基板３上に直線状に形成しているが、基板３上での他の実装部品との関係で直線に形成できない場合には、曲線を交えた適宜なパターン形状となる。その場合にも、信号配線１１，１２の配線部分１１ｃ、１２ｃは基板３を介して対称位置に設け、配線長を同一値にすることになる。
【００２４】
配線基板の同一面上に対となる信号配線を形成する場合に、その対となる信号配線を単に並行して配置しても、その配線パターンが曲線を含むものであると配線長を同一値にすることが難しい。この場合に信号配線の配線長を同一とするために、対の一方の信号配線の配線パターン中に折り返し部分を設けることなどにより配線長を揃えることで対応することになるが、基板上のスペースの関係でその折り返し部分を設けることに制限を受けることがある。
【００２５】
しかし、この実施形態によれば、両面配線基板３の表裏面に基板を間にして対称にして対の信号配線１１，１２を形成することで、配線パターンの一部に折り返し部分を設けるなど両配線パターンの形状を同一基板面において異なるものにする必要がないので、容易に同一配線長の配線パターンを対で形成することができる。
【００２６】
このように、この実施形態の電子機器では、差動信号からなるデータ信号を伝送するための対の信号配線を両面プリント配線基板の表裏面に所定の距離の関係とし、かつ等しい配線長とすることで、高速シリアル信号が信号配線中を伝送されるＵＳＢ通信において、両信号配線の差動信号の相互干渉作用によって電磁波の発生を防止することができる。
【００２７】
次に、図４は本発明に係る他の実施形態を示すものである。
【００２８】
前述の実施形態では、対の信号配線１１，１２の主要な配線部分１１ｃ、１２ｃを基板３の表裏で対称位置にして基板３の表裏で同一位置に重なるようにして設けたが、この実施形態では、図４のように、両信号配線１１，１２の主要な配線部分１１ｃ、１２ｃを、距離Ｌ１で並行にして設けるものである。この場合の距離Ｌ１は、前述の所定の距離の範囲にあり、差動信号が相互に干渉し合う距離が設定される。この場合にも、両信号配線１１，１２の配線長は同一に揃えられる。また、基板３の裏面側に配設される信号配線１２は前述の実施形態の場合と同様に、信号配線の両端部でスルーホールによって基板３の表面側に出されてそれぞれＵＳＢコントローラ４とジャック部６の所定の端子に接続される。
【００２９】
以上の実施形態は単層の両面配線基板の場合であるが、プリント配線基板が多層基板の場合にも適用することができる。
【００３０】
図５は基板１３ａ、１３ｂ、１３ｃからなる多層のプリント配線基板１３の要部の断面図である。
【００３１】
図５に図示するように、基板１３ａと基板１３ｃのそれぞれの所定の面に、配線長を同一値にして対となる信号配線１１、１２が形成される。この両信号配線１１、１２間の距離はＬ２とされ、この距離は前述の所定の距離であるの範囲にある。
【００３２】
このような図４及び図５の実施形態においても、両信号配線の差動信号の相互干渉作用によって電磁波の発生を防止することができ、また、基板の異なる面に対の信号配線を設けることで、容易にその対の信号配線の配線長を同一値とすることができる。
【００３３】
次に、図６は多層のプリント配線基板に差動信号を伝送する対の信号配線を配設する場合の種々の例を示している。なお、多層のプリント配線基板１３を構成する各基板１３ａ、１３ｂ、１３ｃは積層されているものであるが、説明のため、各基板を分離して図示している。
【００３４】
この図６では、６つの例を示しており、最も左側の例は、最上層の両面基板１３ａの表裏面に対の信号配線２１、２２を配設するものである。また、左から２番目の例は、最上層の基板１３ａの表面（上面）と内層の基板１３ｂの上面に対の信号配線３１、３２を配設するものである。また、左から３番目の例は、最上層の基板１３ａの表面と内層の基板１３ｂの下面に対の信号配線４１、４２を配設するものである。また、右から３番目の例は、最上層の基板１３ａの表面と最下層の基板１３ｃの上面に対の信号配線５１、５２を配設するものである。
【００３５】
また、右から２番目の例は、最上層の基板１３ａの表面と最下層の基板１３ｃの下面に対の信号配線６１、６２を配設するものである。また、右端の例は、内層の両面基板１３ｂの上面と下面に対の信号配線７１、７２を配設するものである。そして、これらのいずれの例においても、対の信号配線の一方の信号配線２１，３１，４１，５１，６１、７１と他方の信号配線２２，３２，４２，５２，６２、７２間の距離は前述の所定の距離の関係に確保されるものである。
【００３６】
このようにして、多層のプリント配線基板においても、その多層のプリント配線基板を構成する基板に対の信号配線を前記所定の距離に配設することで、両信号配線を伝送される差動信号の相互干渉作用によって電磁波の発生を防止することができ、また、基板の異なる面に対の信号配線を設けることで、容易にその対の信号配線の配線長を同一値とすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、差動信号が伝送される対の信号配線を、該対の信号配線を伝送される差動信号が互いに干渉して電磁波の発生が打ち消される所定の距離の関係に設けることで、電磁波の発生を防止し電磁波により周辺機器に対して動作障害を発生することを防止できる。また、対となる差動信号線を配線基板において容易に同一値の配線長にして設けることができる。
【００３８】
また、差動信号が伝送される対の信号配線は、配線基板の第１の面及び該第１の面とは少なくとも１枚の基板を介した第２の面に設けられ、また該少なくとも１枚の基板を間にして配線経路の一部が対称位置に配置されることで、該対の信号配線の配線長を容易に同一値にすることができ、差動信号の遅延量を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子機器の信号インターフェイス部の構成を示す図。
【図２】データ信号の波形図。
【図３】前記一実施形態に係る対となる信号配線を設けたプリント配線基板の断面図。
【図４】他の実施形態に係る対となる信号配線を設けたプリント配線基板の断面図。
【図５】更に他の実施形態に係る対となる信号配線を設けたプリント配線基板の断面図。
【図６】更に他の実施形態係る対となる信号配線を設けたプリント配線基板の断面図。
【符号の説明】
１…電子機器
２…装置本体
３…プリント配線基板
４…ＵＳＢコントローラ
５…コネクタ
６…ジャック部
７…ＵＳＢケーブル
８…プラグ部
９ａ〜９ｄ…端子
１０ａ、１０ｂ、１１、１２、２１、２２、３１、３２、４１、４２、５１、５２、６１、６２、７１，７２…信号配線
１３…プリント配線基板
１４、１５…スルーホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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