(57)【要約】【課題】発光素子から出射した光が光透過部で反射して再び発光素子に入射することを低減しつつ、低背化を図ることのできるロボット、プリンターおよび光信号伝送装置を提供すること。【解決手段】ロボットは、光信号の伝送を行う光信号伝送装置を備え、前記光信号伝送装置は、凹部を有する箱体と、前記凹部の底部に配置され、光を出射する発光素子と、前記凹部の開口を塞いで配置され、前記発光素子から出射された光の一部を透過する光透過部と、を有し、前記光透過部が反っている。また、前記光透過部は、前記凹部側に凸となるように反っている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の伝送を行う光信号伝送装置を備え、
前記光信号伝送装置は、
凹部を有する箱体と、
前記凹部の底部に配置され、光を出射する発光素子と、
前記凹部の開口を塞いで配置され、前記発光素子から出射された光の一部を透過する光透過部と、を有し、
前記光透過部が反っていることを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記光透過部は、前記凹部側に凸となるように反っている請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記凹部は、前記光透過部によって封止されており、
前記凹部内の圧力は、大気圧よりも低い請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記光透過部の平面視で、
前記発光素子は、前記凹部の開口の中心からずれた位置に配置されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項５】
前記凹部の底面に配置されている受光素子を有し、
前記光透過部と前記底部とが並ぶ方向から見たとき、
前記受光素子と前記発光素子との間に前記開口の中心が位置している請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項６】
前記光透過部は、ガラス材料で構成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項７】
前記光透過部に対して前記発光素子と反対側に設けられ、前記光透過部を透過した光を伝搬する光導波路を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項８】
前記発光素子は、レーザー素子である請求項１ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項９】
光信号の伝送を行う光信号伝送装置を備え、
前記光信号伝送装置は、
凹部を有する箱体と、
前記凹部の底部に配置され、光を出射する発光素子と、
前記凹部の開口を塞いで配置され、前記発光素子から出射された光の一部を透過する光透過部と、を有し、
前記光透過部が反っていることを特徴とするプリンター。
【請求項１０】
凹部を有する箱体と、
前記凹部の底部に配置され、光を出射する発光素子と、
前記凹部の開口を塞いで配置され、前記発光素子から出射された光の一部を透過する光透過部と、を有し、
前記光透過部が反っていることを特徴とする光信号伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット、プリンターおよび光信号伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気信号と光信号とを切り替え可能な光信号伝送装置として、特許文献１に記載の光デバイスが知られている。特許文献１の光デバイスは、凹部を有するパッケージと、凹部の底面に固定された面発光レーザーおよびフォトダイオードと、凹部の開口を塞ぐようにパッケージに接合されたリッドと、を有する。また、特許文献１の光デバイスでは、面発光レーザーから出射した光がリッドで反射して再び面発光レーザーに入射することを防止するために、リッドをパッケージの底面に対して傾斜させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５１２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成の特許文献１の光デバイスでは、リッドの凹部を底部とともに構成する壁部が、底部からの高さが相対的に低い部分と高い部分とを有しているため、低背化を図ることが困難であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のロボットは、光信号の伝送を行う光信号伝送装置を備え、
前記光信号伝送装置は、
凹部を有する箱体と、
前記凹部の底部に配置され、光を出射する発光素子と、
前記凹部の開口を塞いで配置され、前記発光素子から出射された光の一部を透過する光透過部と、を有し、
前記光透過部が反っていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【図２】ロボットが備える光信号伝送装置の配置を示す図である。
【図３】光信号伝送装置を示す側面図である。
【図４】光信号伝送装置が備える第１基板の上面図である。
【図５】図４中のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】従来構成の一例を示すパッケージの断面図である。
【図７】図５の拡大図である。
【図８】戻り光について詳細に説明するための断面図である。
【図９】パッケージの上面図である。
【図１０】光信号伝送装置が備える光電変換部の断面図である。
【図１１】光信号伝送装置が備える光電変換部の断面図である。
【図１２】光信号伝送装置が備える第１基板の上面図である。
【図１３】光信号伝送装置が備える第２基板の下面図である。
【図１４】光信号伝送装置と電子部品との接続状態を示すブロック図である。
【図１５】図７に示すパッケージの変形例を示す断面図である。
【図１６】図７に示すパッケージの変形例を示す断面図である。
【図１７】図７に示すパッケージの変形例を示す断面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。
【図１９】図１８に示すプリンターが有する制御装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明のロボット、プリンターおよび光信号伝送装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るロボットおよび光信号伝送装置について説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットを示す斜視図である。図２は、ロボットが備える光信号伝送装置の配置を示す図である。図３は、光信号伝送装置を示す側面図である。図４は、光信号伝送装置が備える第１基板の上面図である。図５は、図４中のＡ−Ａ線断面図である。図６は、従来構成の一例を示すパッケージの断面図である。図７は、図５の拡大図である。図８は、戻り光について詳細に説明するための断面図である。図９は、パッケージの上面図である。図１０および図１１は、それぞれ、光信号伝送装置が備える光電変換部の断面図である。図１２は、光信号伝送装置が備える第１基板の上面図である。図１３は、光信号伝送装置が備える第２基板の下面図である。図１４は、光信号伝送装置と電子部品との接続状態を示すブロック図である。図１５ないし図１７は、それぞれ、図７に示すパッケージの変形例を示す断面図である。
【００１０】
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印方向先端側を「プラス側」、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ軸方向のプラス側を「上側」とも言い、マイナス側を「下側」とも言う。また、Ｙ軸方向プラス側を「先端側」とも言い、マイナス側を「基端側」とも言う。また、Ｚ軸方向からの平面視を単に「平面視」とも言う。
【００１１】
図１に示すロボット１は、例えば、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ただし、ロボット１の用途としては、これに限定されない。ロボット１は、垂直多関節ロボットである。ロボット１は、基台１１と、ロボットアーム１２と、を有する。また、ロボットアーム１２は、第１アーム１２１、第２アーム１２２、第３アーム１２３、第４アーム１２４、第５アーム１２５および第６アーム１２６と、を有する。
【００１２】
基台１１は、床、壁または天井等に対して固定されている。第１アーム１２１は、基台１１に対して第１回動軸Ｏ１まわりに回動可能である。第２アーム１２２は、第１アーム１２１に対して第１回動軸Ｏ１に直交する第２回動軸Ｏ２まわりに回動可能である。第３アーム１２３は、第２アーム１２２に対して第２回動軸Ｏ２に平行な第３回動軸Ｏ３まわりに回動可能である。第４アーム１２４は、第３アーム１２３に対して第３回動軸Ｏ３と直交する第４回動軸Ｏ４まわりに回動可能である。第５アーム１２５は、第４アーム１２４に対して第４回動軸Ｏ４と直交する第５回動軸Ｏ５まわりに回動可能である。第６アーム１２６は、第５アーム１２５に対して第５回動軸Ｏ５と直交する第６回動軸Ｏ６まわりに回動可能である。
【００１３】
なお、第１回動軸Ｏ１〜第６回動軸Ｏ６について、「直交」とは、２つの軸のなす角度が９０°から±５°の範囲内でずれている場合も含み、また、「平行」とは、２つの軸の一方が他方に対して±５°の範囲内で傾斜している場合も含む。
【００１４】
また、ロボット１では、第６アーム１２６の先端部に、例えば、精密機器、部品等を把持するロボットハンド１９（図１では図示せず）等のエンドエフェクターを着脱可能に取り付けることができる。また、ロボット１は、ロボット１の各部の作動を制御するパーソナルコンピューター等のロボット制御装置１８を有する。また、ロボット１は、基台１１および第１アーム１２１〜第６アーム１２６の各連結部に配置された駆動装置１３を有する。各駆動装置１３は、例えば、アームの駆動源となるモーター、モーターの駆動を制御するコントローラー、減速機、エンコーダー等を有する。
【００１５】
図２に示すように、ロボット１は、その内部に配置された複数の光信号伝送装置２を有する。複数の光信号伝送装置２は、基台１１内に配置された光信号伝送装置２Ａ’、２Ｂ’、２Ｃ’、２Ｄ’、２Ｅ’、２Ｆ’、２Ｇ’と、第１アーム１２１内に配置され、光配線１４を介して光信号伝送装置２Ａ’と光学的に接続された光信号伝送装置２Ａ”と、第２アーム１２２内に配置され、光配線１４を介して光信号伝送装置２Ｂ’と光学的に接続された光信号伝送装置２Ｂ”と、第３アーム１２３内に配置され、光配線１４を介して光信号伝送装置２Ｃ’と光学的に接続された光信号伝送装置２Ｃ”と、第４アーム１２４内に配置され、光配線１４を介して光信号伝送装置２Ｄ’と光学的に接続された光信号伝送装置２Ｄ”と、第５アーム１２５内に配置され、光配線１４を介して光信号伝送装置２Ｅ’と光学的に接続された光信号伝送装置２Ｅ”と、第６アーム１２６内に配置され、光配線１４を介して光信号伝送装置２Ｆ’と光学的に接続された光信号伝送装置２Ｆ”と、ロボットハンド１９内に配置され、光配線１４を介して光信号伝送装置２Ｇ’と光学的に接続された光信号伝送装置２Ｇ”と、を含む。
【００１６】
なお、ロボット１は、少なくとも１つの光信号伝送装置２を有していればよく、例えば、光信号伝送装置２Ａ’、２Ａ”、２Ｂ’、２Ｂ”、２Ｃ’、２Ｃ”、２Ｄ’、２Ｄ”、２Ｅ’、２Ｅ”、２Ｆ’、２Ｆ”、２Ｇ’、２Ｇ”（以下、説明の便宜上「光信号伝送装置２Ａ’〜２Ｇ”」とも言う）の一部を省略してもよい。また、光信号伝送装置２Ａ’〜２Ｇ”は、ロボット１の内部ではなく、ロボット１の外部に露出した状態で配置されていてもよい。光信号伝送装置２Ａ’〜２Ｇ”は、互いに同じ構成であるため、以下では、これらを光信号伝送装置２としてまとめて説明する。
【００１７】
光信号伝送装置２は、光信号を送受信する機能を有する。図３に示すように、光信号伝送装置２は、電子基板としての第１基板２１と、第２基板２２と、第１基板２１に配置された光電変換部２３と、第２基板２２に配置された回路素子２７および端子部２８と、第１基板２１と第２基板２２とを接続する基板接続部２９と、を有する。
【００１８】
図４に示すように、第１基板２１は、硬質な基部２１１と、基部２１１に配置された複数の配線２１２と、を有する。基部２１１としては、特に限定されず、例えば、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、セラミックス基板、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板等の各種リジッドプリント配線基板を用いることができる。
【００１９】
図３および図４に示すように、光電変換部２３は、第１基板２１の上面に配置されている。光電変換部２３は、光学素子２４と、光導波路２５と、コネクター２６と、を有する。光学素子２４は、電気信号から変換された第１光信号ＬＳ１を生成する機能と、第２光信号ＬＳ２を受光して電気信号に変換する機能と、を有する。図５に示すように、光学素子２４は、パッケージ２４１と、パッケージ２４１に収納された発光素子２４７、受光素子２４８および回路素子２４９と、を有する。そして、発光素子２４７から出射される光によって第１光信号ＬＳ１を生成し、受光素子２４８によって第２光信号ＬＳ２を受光する。
【００２０】
パッケージ２４１は、上面側に開放する凹部２４２ａを有するベース２４２と、ベース２４２の上面に接合され、凹部２４２ａの開口を塞ぐ光透過部としての板状のリッド２４３と、を有する。ベース２４２は、箱体である。凹部２４２ａの開口がリッド２４３で塞がれることにより、パッケージ２４１の内側に気密な内部空間Ｓが形成される。そして、この内部空間Ｓに発光素子２４７、受光素子２４８および回路素子２４９が収納される。なお、内部空間Ｓの雰囲気としては、特に限定されないが、例えば、減圧状態（好ましくは真空状態）とすることが好ましい。これにより、内部空間Ｓ内での光の損失が抑えられ、内部空間Ｓ内での第１光信号ＬＳ１や第２光信号ＬＳ２の強度の低下を抑制することができる。
【００２１】
ベース２４２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。また、ベース２４２には、凹部の底面（底部）に配置された図示しない複数の内部端子と、ベース２４２の外面に配置された複数の外部端子２４４と、が形成されている。複数の内部端子は、内部配線やボンディングワイヤーを介して外部端子２４４、発光素子２４７、受光素子２４８、回路素子２４９等と電気的に接続されている。
【００２２】
このようなベース２４２は、導電性接着剤、はんだ、金属ろう材等からなる接続部材Ｂを介して第１基板２１の上面に固定されていると共に、各外部端子２４４が接続部材Ｂを介して所定の配線２１２と電気的に接続されている。
【００２３】
発光素子２４７、受光素子２４８および回路素子２４９は、それぞれ、凹部２４２ａの底面に配置されている。また、回路素子２４９は、凹部２４２ａの底面の中央部に配置されている。回路素子２４９は、例えば、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）であり、受光素子２４８が出力する電流信号をインピーダンス変換、増幅し、電圧信号として出力する。ただし、回路素子２４９の構成としては、特に限定されない。また、回路素子２４９は、省略してもよい。
【００２４】
また、回路素子２４９を間に挟んで、発光素子２４７および受光素子２４８が配置されている。具体的には、回路素子２４９のＸ軸方向のプラス側に発光素子２４７が配置され、Ｘ軸方向のマイナス側に受光素子２４８が配置されている。このように、発光素子２４７と受光素子２４８との間に回路素子２４９を配置することで、発光素子２４７と受光素子２４８とを内部空間Ｓ内でなるべく離間させることができる。そのため、例えば、発光素子２４７から出射された光を受光素子２４８が受光することを抑制することができ、より精度よく第２光信号ＬＳ２を受光することができる。
【００２５】
発光素子２４７は、その上面に発光面２４７ａを有し、Ｚ軸方向のプラス側に向けて光を出射する。また、受光素子２４８は、その上面に受光面２４８ａを有する。発光素子２４７としては、光を出射することができれば、特に限定されず、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、ＬＥＤ等を用いることができる。本実施形態では、発光素子２４７として面発光レーザーを用いている。これにより、簡単な構成で、十分な光量の第１光信号ＬＳ１を生成することができる。また、受光素子２４８としては、受光した光に応じた電流信号を出力することができれば、特に限定されず、例えば、フォトダイオードを用いることができる。
【００２６】
図５に示すように、リッド２４３は、板状をなし、ベース２４２の凹部２４２ａの開口を塞ぐようにして、ベース２４２の上面に接合されている。なお、リッド２４３とベース２４２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、低融点ガラスを介して接合することができる。また、リッド２４３は、凹部２４２ａと重なる中央部２４３’と、中央部２４３’の外周に位置し、中央部２４３’を支持する枠状の支持部２４３”と、を有する。支持部２４３”は、Ｘ軸とＹ軸とを含む平面であるＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸方向に厚さを有する平板状である。
【００２７】
そして、中央部２４３’がその厚さ方向（Ｚ軸方向）に反った形状となっている。そのため、中央部２４３’の下面２４３ａであって、発光素子２４７から出射された光（第１光信号ＬＳ１）の入射面が、凹部２４２ａの底面側（発光素子２４７側）に凸となるように反っている。すなわち、リッド２４３の中央部２４３’は、パッケージ２４１内に凹むように反っている。なお、枠状の支持部２４３”がベース２４２に固定されているため、中央部２４３’は、Ｙ軸方向から見てもパッケージ２４１内に凹むように反っているし（図５参照）、Ｘ軸方向から見てもパッケージ２４１内に凹むように反っている（図１０、図１１参照）。
【００２８】
このように、リッド２４３を反った形状とすることにより、次のような効果を発揮することができる。図６に示すように、リッド２４３が反った形状にならずに平坦なままであると、リッド２４３の下面２４３ａが発光素子２４７の発光面２４７ａと正対する、すなわち、発光素子２４７の光軸に対して直交するため、発光素子２４７から出射されてリッド２４３の下面２４３ａで反射された光である戻り光Ｌｂが発光素子２４７に入射する。戻り光Ｌｂが発光素子２４７に入射すると、発光素子２４７の駆動が不安定となり、所望の光学特性を発揮することができなくなるおそれがある。特に、本実施形態では、発光素子２４７としてレーザー素子である面発光レーザーを用いているため、その問題がより生じ易い。
【００２９】
これに対して、図７に示す本実施形態のように、リッド２４３が反っていると、リッド２４３の下面２４３ａが発光素子２４７の光軸に対して傾斜するため（正対しないため）、戻り光Ｌｂは、発光素子２４７からずれた方向に向けて反射される。そのため、戻り光Ｌｂが発光素子２４７に入射するのを効果的に抑制することができる。その結果、発光素子２４７を安定した状態で駆動することができる。また、リッド２４３の下面２４３ａが反っていると、図８に示すように、戻り光Ｌｂが拡散する。そのため、仮に、戻り光Ｌｂが発光面２４７ａに入射したとしても、図６の構成と比べて、その量を効果的に低減することができる。そのため、図６の構成と比べて、発光素子２４７の安定した駆動が可能となる。特に、前述したように、リッド２４３は、Ｙ軸方向からのみならず、Ｘ軸方向から見ても凹部２４２ａの底面側に凸となるように反っているため、戻り光Ｌｂの拡散性が向上し、上述した効果をより顕著に発揮することができる。
【００３０】
また、上述のようなリッド２４３を反った形状とする構成によれば、従来のようなリッド２４３全体を傾斜させて配置する構成と比べて、パッケージ２４１の低背化（薄型化）を図ることができる。
【００３１】
また、図９に示すように、発光素子２４７は、平面視で、凹部２４２ａの開口の中心ＯからＸ軸方向のプラス側にずれて配置されている。そのため、リッド２４３の発光素子２４７から出射される光が入射する部分２４３Ｌは、発光素子２４７の発光面２４７ａと正対せずに、中心Ｏとは反対側（Ｘ軸方向のプラス側）に向けて傾斜する（図７参照）。したがって、戻り光Ｌｂは、発光素子２４７に対してＸ軸方向プラス側に向けて反射される。このように、平面視で、発光素子２４７を中心Ｏからずらして配置することにより、簡単に、戻り光Ｌｂを発光素子２４７からずれた方向に向けて反射することができる。
【００３２】
特に、本実施形態では、平面視で、中心ＯからＸ軸方向のマイナス側にずれて受光素子２４８が配置されている。そのため、発光素子２４７と受光素子２４８との間に中心Ｏが位置している。したがって、戻り光Ｌｂを発光素子２４７に対してＸ軸方向プラス側に向けて反射することにより、戻り光Ｌｂを受光素子２４８とは反対側に向けて反射することができるため、受光素子２４８が戻り光Ｌｂを受光することを効果的に抑制することができる。そのため、受光素子２４８は、より精度よく第２光信号ＬＳ２を受光することができる。なお、中心Ｏは、「リッド２４３の最も変位量の大きい部分、すなわち最も凹部２４２ａの底面側に位置する部分と平面視で重なる位置」と言い換えることもできる。
【００３３】
ここで、前述したように、内部空間Ｓは、大気圧に比べて気圧の低い減圧状態である。そのため、内部空間Ｓの内外の圧力差を利用してリッド２４３を凹部２４２ａの底面側に凸となるように反った形状にすることができる。このような構成によれば、簡単にリッド２４３を反った形状にすることができる。この場合、例えば、ベース２４２を減圧雰囲気に置いた状態でリッド２４３をベース２４２に接合してもよいし、ベース２４２とリッド２４３とを接合した後に、内部空間Ｓ内を減圧してもよい。内部空間Ｓ内の減圧は、例えば、ベース２４２に形成された貫通孔を介して行われ、この貫通孔を封止材で封止することにより減圧状態を維持することができる。
【００３４】
ただし、リッド２４３を反った形状にする方法としては、これに限定されず、例えば、リッド２４３を機械的に凹部２４２ａの底面側に押し付けてもよい。また、例えば、リッド２４３の下面２４３ａに伸張応力を有する応力膜を形成したり、リッド２４３の上面に圧縮応力を有する応力膜を形成したりしてもよい。また、これらの２つ以上を適宜組み合わせてもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、前述したように、回路素子２４９が内部空間Ｓの中央部に位置しており、中心Ｏと重なっている。そのため、仮に、リッド２４３が過剰に反ってしまっても、回路素子２４９の上面と接触することにより、それ以上の反り（曲がり）が抑制される。すなわち、回路素子２４９がリッド２４３の過剰な反り（曲がり）を規制するストッパーとして機能する。その結果、リッド２４３の破損や内部空間Ｓの気密性の崩壊が抑制される。また、回路素子２４９の上面は、発光素子２４７および受光素子２４８よりもリッド２４３側に位置している。そのため、リッド２４３と発光素子２４７および受光素子２４８との接触を効果的に抑制することができ、発光素子２４７および受光素子２４８の特性の変動を抑制することができる。
【００３６】
リッド２４３の構成材料としては、第１光信号ＬＳ１および第２光信号ＬＳ２を透過することができれば、特に限定されず、例えば、各種ガラス材料、各種樹脂材料を用いることができる。ただし、リッド２４３の構成材料としては、各種ガラス材料であることが好ましい。リッド２４３をガラス材料で構成することにより、実質的に無色透明で、優れた光透過特性を有するリッド２４３が簡単に得られる。ガラス材料としては、特に限定されず、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
【００３７】
リッド２４３の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、リッド２４３がガラス材料で構成されている場合には、例えば、０．０２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。これにより、リッド２４３の機械的強度を保ちつつ、リッド２４３を反った形状にすることが容易となる。
【００３８】
なお、リッド２４３の上面や下面２４３ａには、光の反射を低減するための反射防止膜が成膜されていてもよい。この場合、反射防止膜を前述した応力膜として用いることもできる。
【００３９】
図４に示すように、光導波路２５は、光学素子２４と光学的に接続されている。光導波路２５は、Ｙ軸方向に延在する帯状をなし、帯状の基端部がリッド２４３上に位置している。そして、光導波路２５は、その基端部において、図示しない接着剤を介してリッド２４３の上面に接合されている。
【００４０】
また、光導波路２５は、第１光信号ＬＳ１を伝搬するための第１導光部２５１と、第２光信号ＬＳ２を伝搬するための第２導光部２５２と、第１導光部２５１および第２導光部２５２を覆う基部２５３と、を有する。このような光導波路２５は、ポリマーで形成された、ポリマー光導波路（有機光導波路）である。これにより、光導波路２５を比較的簡単に形成することができると共に、光を効率的に伝搬することができる。なお、ポリマー光導波路とは、高分子材料を用いて形成される光導波路を意味し、高分子光導波路、プラスチック光導波路とも呼ばれることもあり、主にガラスを用いて形成される無機光導波路と区別されるものである。ただし、光導波路２５としては、無機光導波路、すなわちポリマー導波路以外の光導波路を用いてもよい。
【００４１】
第１導光部２５１は、実質的に無色透明であり、基部２５３よりも高い屈折率を有している。そのため、第１導光部２５１に入射した第１光信号ＬＳ１は、全反射しながら第１導光部２５１に閉じこめられた状態で伝搬する。同様に、第２導光部２５２も、実質的に無色透明であり、基部２５３よりも高い屈折率を有している。そのため、第２導光部２５２に入射した第２光信号ＬＳ２は、全反射しながら第２導光部２５２に閉じこめられた状態で伝搬する。
【００４２】
また、第１導光部２５１は、Ｙ軸方向に沿って延在し、図１０に示すように、その先端面２５１ａが光導波路２５の先端面２５ａに露出している。また、平面視で、第１導光部２５１は、発光素子２４７の発光面２４７ａと重なる部分を有し、当該重なる部分には発光素子２４７から出射された光（第１光信号ＬＳ１）を反射して第１導光部２５１に導く第１反射部２５４が形成されている。
【００４３】
また、第２導光部２５２は、第１導光部２５１とＸ軸方向に並び、Ｙ軸方向に沿って延在している。また、図１１に示すように、第２導光部２５２は、その先端面２５２ａが光導波路２５の先端面２５ａに露出している。また、平面視で、第２導光部２５２は、受光素子２４８の受光面２４８ａと重なる部分を有し、当該重なる部分には第２導光部２５２を伝搬する光（第２光信号ＬＳ２）を受光素子２４８の受光面２４８ａに向けて反射する第２反射部２５５が設けられている。
【００４４】
第１導光部２５１、第２導光部２５２および基部２５３の構成材料としては、前述したように、第１、第２導光部２５１、２５２の屈折率が、基部２５３の屈折率よりも大きければ、特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料を用いることができ、少なくとも２つの異なる材料を組み合わせた複合材料を用いてもよい。
【００４５】
また、第１、第２反射部２５４、２５５の構成としては、光を反射することができれば、特に限定されない。図１０および図１１に示すように、本実施形態では、第１、第２導光部２５１、２５２に達する切り欠き２５９を形成し、切り欠き２５９により生じた傾斜面を第１、第２反射部２５４、２５５として用いている。切り欠き２５９は、例えば、基部２５３と同じ材料、アルミニウム等の金属材料で埋められていてもよい。
【００４６】
コネクター２６は、光伝送路としての光配線１４が接続される部分である。図１２に示すように、コネクター２６は、光導波路２５の先端部を覆うように設けられている。また、コネクター２６の先端面２６ａからは光導波路２５の先端面２５ａが露出しており、本実施形態では、先端面２６ａ、２５ａ同士がほぼ面一となっている。また、コネクター２６は、Ｘ軸方向の両端部に位置し、先端面２６ａに開口する穴２６９を有する。この穴２６９は、後述するように、光配線１４との接続をガイドするために用いられる。
【００４７】
光配線１４は、第１光配線１４１と、第２光配線１４２と、コネクター１４３と、を有する。第１光配線１４１および第２光配線１４２としては、例えば、光ファイバーを用いることができる。また、コネクター１４３には一対のピン１４４が設けられ、これらピン１４４をコネクター２６の穴２６９に挿入することで、コネクター１４３とコネクター２６との位置合わせができるようになっている。そして、コネクター１４３の基端面１４３ａとコネクター２６の先端面２６ａとを接触させた状態で、コネクター１４３、２６同士を図示しないクリップで固定することにより、これらの接続状態を維持することができる。なお、コネクター１４３、２６同士の固定方法としては、特に限定されない。
【００４８】
また、コネクター１４３、２６同士が接続された状態では、第１光配線１４１の基端面１４１ａと第１導光部２５１の先端面２５１ａとが対向し、第２光配線１４２の基端面１４２ａと第２導光部２５２の先端面２５２ａとが対向している。これにより、第１光配線１４１と第１導光部２５１とが光接続され、第２光配線１４２と第２導光部２５２とが光接続される。
【００４９】
なお、このようなコネクター２６としては、例えば、ＭＴコネクターを用いることができる。ただし、コネクター２６の構成としては、光配線１４と光接続することができれば、特に限定されない。
【００５０】
図１３に示すように、第２基板２２は、硬質な基部２２１と、基部２２１に配置された配線２２２と、を有する。また、第２基板２２は、第１基板２１とＺ軸方向に重なって（対向して）配置されている。このような第２基板２２としては、特に限定されず、前述した第１基板２１と同様に、例えば、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、セラミックス基板、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板等の各種リジッドプリント配線基板を用いることができる。
【００５１】
回路素子２７は、第２基板２２の下面に設けられており、配線２２２と電気的に接続されている。回路素子２７は、光学素子２４のための電気信号処理や制御を実行することができる。このような回路素子２７には、例えば、発光素子２４７への電流をスイッチングするＬＤＤ回路、信号レベルを変換するレベル変換回路等が含まれている。なお、本実施形態では、第２基板２２の下面にチップ化された回路素子２７が設けられた構成となっているが、第２基板２２の下面に各種回路要素を配置することで回路素子２７が構成されていてもよい。
【００５２】
基板接続部２９は、第１基板２１と第２基板２２とを接続して固定すると共に、第１基板２１上の光学素子２４と第２基板２２上の回路素子２７とを電気的に接続する機能を有する。このような基板接続部２９は、図３に示すように、第１基板２１の上面に固定され、第２基板２２側へ突出して設けられた第１基板接続片２９１と、第２基板２２の下面に固定され、第１基板２１側へ突出して設けられた第２基板接続片２９２と、を有する。また、第１基板接続片２９１は、雌型のコネクターであり、図４に示すように、複数の配線２１２と電気的に接続された複数の端子２９１ａを有する。一方、第２基板接続片２９２は、第１基板接続片２９１と係合可能な雄型のコネクターであり、図１３に示すように、複数の配線２２２と電気的に接続された複数の端子２９２ａを有する。
【００５３】
このような構成によれば、第１基板接続片２９１と第２基板接続片２９２とを接続することで、第１基板２１と第２基板２２とを固定することができる。また、第１基板接続片２９１と第２基板接続片２９２とを接続すれば、端子２９１ａ、２９２ａ同士が接触するため、配線２１２、２２２を電気的に接続することもできる。これにより、光学素子２４と回路素子２７とが電気的に接続される。
【００５４】
なお、基板接続部２９の構成としては、光学素子２４と回路素子２７とを電気的に接続することができれば、特に限定されない。
【００５５】
端子部２８は、光信号伝送装置２を他の電子部品と電気的に接続する機能を有している。図１３に示すように、端子部２８は、第２基板２２の基端部に設けられている。また、端子部２８は、第２基板２２の下面に設けられている。また、端子部２８は、配線２２２を介して回路素子２７と電気的に接続された複数の端子２８１を有するコネクターで構成されている。このような構成によれば、比較的簡単に、光信号伝送装置２と電子部品とを電気的に接続することができる。
【００５６】
ここで、端子２８１を介して光信号伝送装置２と電気的に接続される前記電子部品としては、特に限定されず、例えば、図１４に示すように、駆動装置１３が挙げられる。この場合、ロボット制御装置１８から駆動装置１３のコントローラーへ送信する信号（コントロール信号）を第２光信号ＬＳ２として送信し、エンコーダーからロボット制御装置１８へ送信する出力信号を第１光信号ＬＳ１として送信することができる。これにより、ロボット制御装置１８と駆動装置１３との間の通信速度を高めることができる。
【００５７】
端子２８１を介して光信号伝送装置２と電気的に接続される前記電子部品としては、上述した駆動装置１３の他にも、例えば、ロボット１の所定箇所に設けられた各種センサーが挙げられる。また、センサーとしては、例えば、カメラ、力覚センサー、温度センサー、圧力センサー等が挙げられる。この場合、ロボット制御装置１８からセンサーへ送信する信号（コントロール信号）を第２光信号ＬＳ２として送信し、センサーからロボット制御装置１８へ送信する出力信号を第１光信号ＬＳ１として送信することができる。これにより、ロボット制御装置１８とセンサーとの間の通信速度を高めることができる。
【００５８】
以上、本実施形態のロボット１について説明した。このようなロボット１は、前述したように、光信号の伝送を行う光信号伝送装置２を備える。また、光信号伝送装置２は、凹部２４２ａを有する箱体であるベース２４２と、凹部２４２ａの底面に配置され、光（第１光信号ＬＳ１）を出射する発光素子２４７と、凹部２４２ａの開口を塞いで配置され、発光素子２４７から出射された光の一部を透過する板状の光透過部であるリッド２４３と、を有する。そして、リッド２４３は、光（第１光信号ＬＳ１）が透過する部分２４３Ｌが、その厚さ方向に反っている。すなわち、光（第１光信号ＬＳ１）が透過する部分２４３Ｌが、発光素子２４７と対向する側の面が、曲面になっている。
【００５９】
このように、部分２４３Ｌが反った形状にすることにより、発光素子２４７から出射され、リッド２４３で反射された戻り光Ｌｂが発光素子２４７の光軸に対して傾斜するため（正対しないため）、戻り光Ｌｂは、発光素子２４７からずれた方向に向けて反射される。そのため、戻り光Ｌｂが発光素子２４７に入射するのを効果的に抑制することができる。その結果、発光素子２４７を安定した状態で駆動することができる。また、部分２４３Ｌが反っていることにより、戻り光Ｌｂを拡散することができる。そのため、仮に、戻り光Ｌｂが発光面２４７ａに入射したとしても、図６の構成と比べて、その量を効果的に低減することができる。したがって、図６の構成と比べて、発光素子２４７の安定した駆動が可能となる。さらには、従来のような、リッド２４３に壁部の底部からの高さが相対的に高い部分と低い部分とを設ける構成と比べて、パッケージ２４１の低背化（薄型化）を図ることができる。そのため、光信号伝送装置２全体の低背化を図ることができる。
【００６０】
また、前述したように、リッド２４３は、発光素子２４７側に凸となるように反っている。すなわち、リッド２４３は、パッケージ２４１内に凹むように反っている。これにより、リッド２４３が外側に突出すること（出っ張り）を防止でき、パッケージ２４１の低背化を図ることができる。そのため、光信号伝送装置２全体の低背化を図ることができる。
【００６１】
また、前述したように、凹部２４２ａは、リッド２４３によって封止されており、凹部２４２ａ内すなわち内部空間Ｓ内の圧力は、凹部２４２ａ外すなわち大気圧よりも低い。このような構成によれば、内部空間Ｓの内外の圧力差によって、リッド２４３を発光素子２４７側へ反らせることが容易となる。
【００６２】
また、前述したように、リッド２４３の平面視で、発光素子２４７は、凹部２４２ａの開口の中心Ｏからずれた位置に配置されている。このように、発光素子２４７を中心Ｏからずらすことにより、リッド２４３の部分２４３Ｌが発光素子２４７の発光面２４７ａに対して傾斜させることができる。そのため、より確実に、戻り光Ｌｂを発光素子２４７からずれた方向に反射させることができる。
【００６３】
また、前述したように、光信号伝送装置２は、凹部２４２ａの底部に配置されている受光素子２４８を有する。そして、光（第１光信号ＬＳ１）が透過する部分２４３Ｌと底部とが並ぶ方向から見たとき、受光素子２４８と発光素子２４７との間に凹部２４２ａの開口の中心Ｏが位置している。このような構成とすることにより、戻り光Ｌｂを受光素子２４８とは反対側へ反射させることができる。そのため、戻り光Ｌｂが受光素子２４８で受光されるのを効果的に抑制することができる。
【００６４】
また、前述したように、リッド２４３は、ガラス材料から構成されている。これにより、実質的に無色透明で、優れた光透過特性を有するリッド２４３が簡単に得られる。
【００６５】
また、前述したように、光信号伝送装置２は、リッド２４３に対して発光素子２４７と反対側に設けられ、リッド２４３を透過した光（第１光信号ＬＳ１）を伝搬する光導波路２５を有する。これにより、第１光信号ＬＳ１の伝送を容易に行うことができる。
【００６６】
また、前述したように、発光素子２４７は、レーザー素子である。これにより、簡単な構成で、十分な光量の第１光信号ＬＳ１を生成することができる。また、レーザー素子は、戻り光Ｌｂが入射されることにより生じる駆動の不安定化が顕著である。そのため、本実施形態の発光素子２４７としてレーザー素子を用いることにより、本構成の効果（リッド２４３を反った形状とすることによる効果）をより顕著に発揮することができる。
【００６７】
なお、光信号伝送装置２の構成は、本実施形態の構成に限定されない。例えば、本実施形態では、リッド２４３がパッケージ２４１内に凹むように反っているが、図１５に示すように、パッケージ２４１外に突出するように反っていてもよい。図１５の構成によれば、本実施形態に対してパッケージ２４１の厚さが大きくなってしまうが、それでも、従来構成のようなリッド２４３全体を傾斜させて配置する構成と比べれば、パッケージ２４１の低背化を図ることができる。
【００６８】
また、本実施形態では、内部空間Ｓの内外の圧力差により生じる応力によってリッド２４３を変形させているが、これに限定されず、例えば、重力以外の力が加わっていない自然状態において、リッド２４３が本実施形態のように反っていてもよい。すなわち、リッド２４３を変形させずに自然状態のまま用いてもよい。また、本実施形態では、中央部２４３’の全体が反っているが、これに限定されず、少なくとも第１光信号ＬＳ１が透過する部分２４３Ｌが反った形状になっていればよい。
【００６９】
また、本実施形態では、発光素子２４７が平面視で中心Ｏからずれて配置されているが、これに限定されず、例えば、図１６に示すように、光軸が中心Ｏと重なるように発光素子２４７が配置されていてもよい。この場合、戻り光Ｌｂが拡散するため、戻り光Ｌｂのうち、中心Ｏおよびその周囲で反射された光については、発光素子２４７の発光面２４７ａに入射される可能性があるが、さらにその周で反射された光については、発光面２４７ａへの入射が阻止される。そのため、図１６の構成によっても、戻り光Ｌｂの発光素子２４７への入射を低減することができる。
【００７０】
また、図１７に示すように、リッド２４３を省略し、凹部２４２ａの開口を塞ぐようにして、光導波路２５をベース２４２の上面に接合してもよい。すなわち、光導波路２５がリッド２４３（光透過部）を兼ねていてもよい。これにより、光信号伝送装置２のさらなる低背化を図ることができる。特に、光導波路２５は、ポリマー導波路であるため、ガラス材料から構成されたリッド２４３と比べて柔らかく変形し易い。そのため、内部空間Ｓの内外の圧力差によって、より確実にかつより大きく光導波路２５を反った形状とすることができる。そのため、戻り光Ｌｂの発光素子２４７への入射をより効果的に低減することができる。
【００７１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るプリンターについて説明する。
【００７２】
図１８は、本発明の第２実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。図１９は、図１８に示すプリンターが有する制御装置を示すブロック図である。
【００７３】
図１８に示すプリンター３０００は、筐体３０１０と、筐体３０１０の内部に設けられている印刷機構３０２０および給紙機構３０３０と、を有するプリンター本体３１００と、プリンター本体３１００の駆動を制御する制御装置３２００と、を備えている。筐体３０１０には、記録用紙Ｐを設置するトレイ３０１１と、記録用紙Ｐを排出する排紙口３０１２と、液晶ディスプレイ等の操作パネル３０１３とが設けられている。
【００７４】
印刷機構３０２０は、ヘッドユニット３０２１と、キャリッジモーター３０２２と、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりヘッドユニット３０２１を往復動させる往復動機構３０２３と、を備えている。また、ヘッドユニット３０２１は、インクジェット式記録ヘッドであるヘッド３０２１ａと、ヘッド３０２１ａにインクを供給するインクカートリッジ３０２１ｂと、ヘッド３０２１ａおよびインクカートリッジ３０２１ｂを搭載したキャリッジ３０２１ｃと、を有している。
【００７５】
往復動機構３０２３は、キャリッジ３０２１ｃを往復移動可能に支持しているキャリッジガイド軸３０２３ａと、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりキャリッジ３０２１ｃをキャリッジガイド軸３０２３ａ上で移動させるタイミングベルト３０２３ｂと、を有している。また、給紙機構３０３０は、互いに圧接している従動ローラー３０３１および駆動ローラー３０３２と、駆動ローラー３０３２を駆動するモーター３０３３と、を有している。
【００７６】
このようなプリンター本体３１００では、給紙機構３０３０が記録用紙Ｐを一枚ずつヘッドユニット３０２１の下部近傍へ間欠送りする。このとき、ヘッドユニット３０２１が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。
【００７７】
制御装置３２００は、パーソナルコンピューター等であり、プリンター本体３１００の各部の駆動を制御する。このような制御は、例えば、パーソナルコンピューター等のホストコンピューターＨＣから入力された印刷データに基づいて実行される。
【００７８】
また、プリンター３０００は、図１９に示すように、制御装置３２００と電気的に接続された光信号伝送装置２を有し、この光信号伝送装置２を介してホストコンピューターＨＣと通信するようになっている。
【００７９】
以上のように、プリンター３０００は、光信号の伝送を行う光信号伝送装置２を有している。また、光信号伝送装置２は、凹部２４２ａを有するベース２４２と、凹部２４２ａの底面に配置され、光（第１光信号ＬＳ１）を出射する発光素子２４７と、凹部２４２ａの開口を塞いで配置され、発光素子２４７から出射された光の一部を透過する板状の光透過部であるリッド２４３と、を有する。そして、リッド２４３は、光（第１光信号ＬＳ１）が透過する部分２４３Ｌが、その厚さ方向に反っている。このように、プリンター３０００は、光信号伝送装置２を有するため、前述した第１実施形態で述べた光信号伝送装置２の効果を発揮することができる。そのため、光信号伝送装置２の安定した駆動が可能となると共に、プリンター３０００の小型化を図ることができる。
【００８０】
以上、本発明のロボット、プリンターおよび光信号伝送装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００８１】
また、前述した実施形態では、ロボット１が６軸ロボットである構成について説明したが、ロボット１としては、特に限定されず、例えば、双腕ロボット、スカラロボット等であってもよい。また、前述した実施形態では、光信号伝送装置２が第１基板２１と第２基板２２とを有しているが、これに限定されず、例えば、第２基板２２および基板接続部２９を省略し、第１基板２１に回路素子２７および端子部２８を配置してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１…ロボット、１２１…第１アーム、１２２…第２アーム、１２３…第３アーム、１２４…第４アーム、１２５…第５アーム、１２６…第６アーム、２、２Ａ’〜２Ｇ’、２Ａ”〜２Ｇ”…光信号伝送装置、１１…基台、１２…ロボットアーム、１３…駆動装置、１４…光配線、１４１…第１光配線、１４１ａ…基端面、１４２…第２光配線、１４２ａ…基端面、１４３…コネクター、１４３ａ…基端面、１４４…ピン、１８…ロボット制御装置、１９…ロボットハンド、２１…第１基板、２１１…基部、２１２…配線、２２…第２基板、２２１…基部、２２２…配線、２３…光電変換部、２４…光学素子、２４１…パッケージ、２４２…ベース（箱体）、２４２ａ…凹部、２４３…リッド、２４３’…中央部、２４３”…支持部、２４３Ｌ…部分、２４３ａ…下面、２４４…外部端子、２４７…発光素子、２４７ａ…発光面、２４８…受光素子、２４８ａ…受光面、２４９…回路素子、２５…光導波路、２５ａ…先端面、２５１…第１導光部、２５１ａ…先端面、２５２…第２導光部、２５２ａ…先端面、２５３…基部、２５４…第１反射部、２５５…第２反射部、２５９…切り欠き、２６…コネクター、２６９…穴、２６ａ…先端面、２７…回路素子、２８…端子部、２８１…端子、２９…基板接続部、２９１…第１基板接続片、２９１ａ…端子、２９２…第２基板接続片、２９２ａ…端子、３００…プリンター、３０００…プリンター、３０１０…筐体、３０１１…トレイ、３０１２…排紙口、３０１３…操作パネル、３０２０…印刷機構、３０２１…ヘッドユニット、３０２１ａ…ヘッド、３０２１ｂ…インクカートリッジ、３０２１ｃ…キャリッジ、３０２２…キャリッジモーター、３０２３…往復動機構、３０２３ａ…キャリッジガイド軸、３０２３ｂ…タイミングベルト、３０３０…給紙機構、３０３１…従動ローラー、３０３２…駆動ローラー、３０３３…モーター、３１００…プリンター本体、３２００…制御装置、Ｂ…接続部材、ＨＣ…ホストコンピューター、ＬＳ１…第１光信号、ＬＳ２…第２光信号、Ｌｂ…戻り光、Ｏ…中心、Ｏ１…第１回動軸、Ｏ２…第２回動軸、Ｏ３…第３回動軸、Ｏ４…第４回動軸、Ｏ５…第５回動軸、Ｏ６…第６回動軸、Ｐ…記録用紙、Ｓ…内部空間
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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