(57)【要約】【課題】本発明の目的は、高い放熱効率を有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。【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有し、前記光信号伝送装置は、光源と、光源を支持する支持基板と、前記光源から出射される光を伝送する導光部と、を備え、前記支持基板は、基板本体と、前記光源と接続されており、前記基板本体の厚さ方向に貫通し、金属材料で構成されている貫通部と、前記貫通部と接続され、金属材料で構成されている放熱部と、を有し、前記光源と前記放熱部との間に貫通部が配置され、前記導光部と前記支持基板との間に前記光源が配置されている。【選択図】図５
2019139081.tif 000002
【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有し、
前記光信号伝送装置は、
光源と、
光源を支持する支持基板と、
前記光源から出射される光を伝送する導光部と、を備え、
前記支持基板は、基板本体と、前記光源と接続されており、前記基板本体の厚さ方向に貫通し、金属材料で構成されている貫通部と、前記貫通部と接続され、金属材料で構成されている放熱部と、を有し、
前記光源と前記放熱部との間に貫通部が配置され、
前記導光部と前記支持基板との間に前記光源が配置されている、ことを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記支持基板は、有底の凹部を有し、
前記光源は、前記凹部の底面に配置されている請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記貫通部は、前記凹部の底面に配置されている請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記導光部は、前記基板本体に接続されている請求項２または３に記載のロボット。
【請求項５】
前記基板本体と前記導光部との間に位置する支持部を有し、
前記支持部を介して前記基板本体と前記導光部とが接続されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項６】
前記支持基板の平面視で、
前記貫通部は、前記光源と重なっている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項７】
前記貫通部は、前記光源と電気的に接続されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項８】
前記支持基板の平面視で、
前記導光部は、前記光源に対して一方側に向けて延在し、
前記放熱部は、前記光源に対して他方側に向けて延在している請求項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有し、
前記光信号伝送装置は、
光源と、
光源を支持する支持基板と、
前記光源から出射される光を伝送する導光部と、を備え、
前記支持基板は、基板本体と、前記光源と接続されており、前記基板本体の厚さ方向に貫通し、金属材料で構成されている貫通部と、前記貫通部と接続され、金属材料で構成されている放熱部と、を有し、
前記光源と前記放熱部との間に貫通部が配置され、
前記導光部と前記支持基板との間に前記光源が配置されている、ことを特徴とするプリンター。
【請求項１０】
光源と、
光源を支持する支持基板と、
前記光源から出射される光を伝送する導光部と、を備え、
前記支持基板は、基板本体と、前記光源と接続されており、前記基板本体の厚さ方向に貫通し、金属材料で構成されている貫通部と、前記貫通部と接続され、金属材料で構成されている放熱部と、を有し、
前記光源と前記放熱部との間に貫通部が配置され、
前記導光部と前記支持基板との間に前記光源が配置されている、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】
特許文献１に記載の光信号伝送装置は、貫通孔が形成された基板と、基板の下側に配置され、貫通孔の下側の開口を塞ぐ筐体と、貫通孔内に配置された発光素子と、基板の上側に配置され、発光素子から出射された光を伝搬する光導波路と、を有する。このような構成では、筐体を介して発光素子の熱が外部に放出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２９２６５６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、特許文献１の光信号伝送装置では、前述したように、筐体を介して発光素子の熱が外部に放出されるようになっているため低背化が困難である。
【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有し、
前記光信号伝送装置は、
光源と、
光源を支持する支持基板と、
前記光源から出射される光を伝送する導光部と、を備え、
前記支持基板は、基板本体と、前記光源と接続されており、前記基板本体の厚さ方向に貫通し、金属材料で構成されている貫通部と、前記貫通部と接続され、金属材料で構成されている放熱部と、を有し、
前記光源と前記放熱部との間に貫通部が配置され、
前記導光部と前記支持基板との間に前記光源が配置されている、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】図１に示す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上面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】光信号伝送装置を示す下面図である。
【図７】導光部の図示を省略した光信号伝送装置を示す上面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光信号伝送装置を示す上面図である。
【図９】図８中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】図８中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】図８に示す光信号伝送装置の変形例を示す上面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る光信号伝送装置を示す上面図である。
【図１３】図１２に示す光信号伝送装置の下面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係る光信号伝送装置を示す上面図である。
【図１５】図１４に示す光信号伝送装置の下面図である。
【図１６】本発明の第５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１７】図１６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、図１に示す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上面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図である。図５は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。図６は、光信号伝送装置を示す下面図である。図７は、導光部の図示を省略した光信号伝送装置を示す上面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図３中の紙面手前側を「上」ともいい、紙面奥側を「下」とも言う。
【００１０】
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。
【００１１】
ロボット１は、垂直多関節（６軸）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、を有している。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、を有している。
【００１２】
基台１１は、例えば、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まわりに回動可能となっている。第２アーム１２２は、第１アーム１２１に対して第１回動軸Ｏ１に直交している第２回動軸Ｏ２まわりに回動可能となっている。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まわりに回動可能となっている。第４アーム１２４は、第３アーム１２３に対して第３回動軸Ｏ３と直交している第４回動軸Ｏ４まわりに回動可能となっている。第５アーム１２５は、第４アーム１２４に対して第４回動軸Ｏ４と直交している第５回動軸Ｏ５まわりに回動可能となっている。第６アーム１２６は、第５アーム１２５に対して第５回動軸Ｏ５と直交している第６回動軸Ｏ６まわりに回動可能となっている。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。
【００１３】
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を備えている。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（関節）に配置された駆動装置１３を備えている。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、エンコーダー等を備えている。
【００１４】
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を有している。具体的には、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９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９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９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９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９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９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９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、を含んでいる。
【００１５】
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２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。
【００１６】
光信号伝送装置２は、光信号を送受信する機能を有している。図３に示すように、光信号伝送装置２は、支持基板３と、光電変換部４と、導光部５と、回路素子６と、を有している。また、図４および図５に示すように、支持基板３は、基板本体３１と、基板本体３１をその厚さ方向に貫通する４つの貫通部３２（３２１、３２２、３２３、３２４）と、基板本体３１の下面に設けられた４つの放熱部３３（３３１、３３２、３３３、３３４）と、を有している。このような支持基板３としては、例えば、各種フレキシブル配線基板、各種リジッドプリント配線基板等を用いることができる。
【００１７】
基板本体３１は、２つの主面を有していて、一方の主面が上面３１ａであり、他方の主面が下面３１ｂである。また、基板本体３１には、その上面３１ａに開口する有底の凹部３１１が設けられている。言い換えると、上面３１ａは、有底の凹部３１１を有している。本実施形態では、凹部３１１の両端が基板本体３１の両側（幅方向の両端）に開放しているが（図７参照）、これに限定されず、例えば、凹部３１１の両端は、閉じていてもよい。基板本体３１は、硬質であってもよいし、柔軟性（可撓性）を有していてもよく、目的に応じて使い分けることができる。なお、このような基板本体３１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種樹脂材料、各種セラミック材料、各種ガラス材料等を用いることができ、これらを組み合わせて用いることもできる。
【００１８】
そして、凹部３１１の底面３１１ａと基板本体３１の下面３１ｂとを貫通して４つの貫通部３２１〜３２４が設けられている。すなわち、貫通部３２１〜３２４は、その上端が底面３１１ａに臨み、下端が下面３１ｂに臨んでいる。また、図６に示すように、基板本体３１の下面３１ｂには、４つの放熱部３３１〜３３４（ヒートシンク）が互いに離間して絶縁された状態で設けられている。そして、放熱部３３１は、貫通部３２１と電気的に接続され、放熱部３３２は、貫通部３２２と電気的に接続され、放熱部３３３は、貫通部３２３と電気的に接続され、放熱部３３４は、貫通部３２４と電気的に接続されている。
【００１９】
各貫通部３２および各放熱部３３は、それぞれ、金属材料で構成されており、十分に高い導電性および熱伝導性を有している。これら各貫通部３２および各放熱部３３は、それぞれ、後述するように、光電変換部４と電気的および熱的に接続され、光電変換部４の配線として機能すると共に、光電変換部４の熱を外部に放熱する放熱部として機能する。なお、「十分に高い導電性」とは、例えば、１×１０７Ｓ／ｍ以上の電気伝導率を有することを意味し、「十分に高い熱伝導性」とは、例えば、５０Ｗ／ｍｋ以上の熱伝導率を有することを意味する。
【００２０】
なお、各貫通部３２および各放熱部３３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、金、白金、銀、銅、マンガン、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、鉛、錫、チタン、タングステン等の各種金属、またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金または金属間化合物等が挙げられる。ここで、「貫通部３２（放熱部３３）が金属材料で構成されている」とは、金属材料が主材料であることを意味し、金属材料以外の材料を含んでいる場合も含む意味であり、より具体的には、金属材料が貫通部３２（放熱部３３）の９０質量％以上（好ましくは９５質量％以上）を占める意味である。
【００２１】
光電変換部４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、を有している。図４および図５に示すように、光電変換部４は、発光素子４１と、受光素子４２と、を有している。そして、発光素子４１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４２が受光する第２光信号ＬＳ２を電気信号に変換する。
【００２２】
発光素子４１および受光素子４２は、それぞれ、凹部３１１内に収納されており、接着剤等の絶縁性の接合部材２０を介して凹部３１１の底面３１１ａに接合されている。このように、支持基板３に凹部３１１を設け、この凹部３１１内に光電変換部４を収納することにより、光信号伝送装置２の低背化を図ることができる。なお、例えば、凹部３１１内に透明な封止材を充填し、発光素子４１および受光素子４２を封止してもよい。これにより、発光素子４１および受光素子４２を埃や湿気から保護することができる。
【００２３】
発光素子４１の発光面４１ａおよび受光素子４２の受光面４２ａは、それぞれ、上側（凹部３１１の開口側）を向いている。発光素子４１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、ＬＤ、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、ＬＥＤ等を用いることができる。また、受光素子４２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（ＦＤ）を用いることができる。
【００２４】
図７に示すように、支持基板３の平面視で、貫通部３２１、３２２は、発光素子４１と重なって配置されている。このように、貫通部３２１、３２２が発光素子４１と重なることにより、貫通部３２１、３２２と発光素子４１とが熱的に接続され、発光素子４１から生じる熱が貫通部３２１、３２２を介して放熱部３３１、３３２まで伝達され、放熱部３３１、３３２において外部へ放出される。これにより、発光素子４１の過度な温度上昇を抑制することができ、昇温による発光素子４１の発光効率（光強度）の低下を抑制することができる。そのため、第１光信号ＬＳ１のビットエラーを低減することができる。
【００２５】
また、貫通部３２１、３２２は、それぞれ、ボンディングワイヤーＢＷ１を介して発光素子４１と電気的に接続されている。そのため、発光素子４１は、貫通部３２１、３２２および放熱部３３１、３３２を介して電気的に凹部３１１の外部へ引き出される。したがって、回路素子６と発光素子４１との電気的な接続が容易となる。
【００２６】
以上のことから、貫通部３２１、３２２および放熱部３３１、３３２は、発光素子４１の熱を外部へ放出する機能を有すると共に、発光素子４１の引出配線として機能すると言える。特に、本実施形態では、平面視で、貫通部３２１、３２２の一部が発光素子４１から露出しているため、貫通部３２１、３２２へのボンディングワイヤーＢＷ１の接続が容易となる。ただし、発光素子４１と貫通部３２１、３２２との電気的な接続方法は、ボンディングワイヤーＢＷ１を用いた方法に限定されない。
【００２７】
また、支持基板３の平面視で、貫通部３２３、３２４は、受光素子４２と重なって配置されている。このように、貫通部３２３、３２４が受光素子４２と重なることにより、貫通部３２３、３２４と受光素子４２とが熱的に接続され、受光素子４２から生じる熱が貫通部３２３、３２４を介して放熱部３３３、３３４まで伝達され、放熱部３３３、３３４において外部へ放出される。これにより、受光素子４２の過度な温度上昇を抑制することができ、受光特性の低下を抑制することができる。そのため、第２光信号ＬＳ２からより精度よく電気信号を生成することができる。
【００２８】
また、貫通部３２３、３２４は、それぞれ、ボンディングワイヤーＢＷ２を介して受光素子４２と電気的に接続されている。そのため、受光素子４２は、貫通部３２３、３２４および放熱部３３３、３３４を介して電気的に凹部３１１の外部へ引き出される。したがって、回路素子６と受光素子４２との電気的な接続が容易となる。
【００２９】
以上のことから、貫通部３２３、３２４および放熱部３３３、３３４は、受光素子４２の熱を外部へ放出する機能を有すると共に、受光素子４２の引出配線として機能すると言える。特に、本実施形態では、平面視で、貫通部３２３、３２４の一部が受光素子４２から露出しているため、貫通部３２３、３２４へのボンディングワイヤーＢＷ２の接続が容易となる。ただし、受光素子４２と貫通部３２３、３２４との電気的な接続方法は、ボンディングワイヤーＢＷ２を用いた方法に限定されない。
【００３０】
前述したように、発光素子４１および受光素子４２は、それぞれ、接合部材２０を介して凹部３１１の底面３１１ａに接合されている。そのため、発光素子４１の熱は、接合部材２０を介して貫通部３２１、３２２に伝達され、受光素子４２の熱は、接合部材２０を介して貫通部３２３、３２４に伝達される。したがって、熱の効率的な伝達の観点から接合部材２０として熱伝導率の高いものを用いることが好ましい。
【００３１】
ここで、本実施形態では、接合部材２０を介して貫通部３２１、３２２が導通してしまわないように、絶縁性を有する接合部材２０を用いているが、例えば、貫通部３２１に接触する部分と貫通部３２２に接触する部分とを分割することにより、接合部材２０を介した貫通部３２１、３２２の導通を防止することができる場合には、導電性の接合部材２０を用いることができる。
【００３２】
導電性の接合部材２０として、例えば、半田、金（Ａｕ）ろう、銀（Ａｇ）ろう、銅（Ｃｕ）ろう等の金属系の接合部材を用いることにより、十分に高い熱伝導率を有する接合部材２０となる。したがって、発光素子４１の熱が接合部材２０を介してより効率的に貫通部３２１、３２２に伝達される。上記のことは、受光素子４２を底面３１１ａに接合している接合部材２０についても同様である。
【００３３】
また、図４および図５に示すように、導光部５は、支持基板３との間に光電変換部４が位置するように、基板本体３１の上面３１ａに接合部材（図示せず）を介して接合（接続）され、光電変換部４と光学的に接続されている。このように、導光部５を基板本体３１の上面３１ａ側に配置することにより、導光部５に邪魔されることなく、基板本体３１の下面３１ｂに放熱部３３を配置することができる。また、放熱部３３をより広い範囲に配置することができるため、放熱部３３の放熱特性を高めることができる。
【００３４】
回路素子６は、支持基板３の下面に配置されている。そして、回路素子６は、ボンディングワイヤーＢＷ４を介して放熱部３３１〜３３４と電気的に接続されている。これにより、回路素子６は、放熱部３３１、３３２および貫通部３２１、３２２を介して発光素子４１と電気的に接続され、放熱部３３３、３３４および貫通部３２３、３２４を介して受光素子４２と電気的に接続される。
【００３５】
回路素子６は、例えば、発光素子４１用の第１回路６１と、受光素子４２用の第２回路６２と、を有している。第１回路６１は、例えば、発光素子４１への電流をスイッチングするＬＤＤ回路を備えている。一方、第２回路６２は、例えば、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）を備えており、受光素子４２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ことができる。ただし、回路素子６としては、特に限定されない。また、回路素子６は、省略してもよい。また、回路素子６は、基板本体３１の上面３１ａに配置されており、基板本体３１に形成された貫通電極を介して放熱部３３１〜３３４と電気的に接続されていてもよい。
【００３６】
回路素子６を介して光信号伝送装置２と電気的に接続される電子部品としては、特に限定されない。例えば、光信号伝送装置２Ａ’〜２Ｇ’であれば、ロボット制御装置１８が挙げられ、光信号伝送装置２Ａ”〜２Ｇ”であれば、駆動装置１３が挙げられる。この場合、第１光信号ＬＳ１および第２光信号ＬＳ２の一方をロボット制御装置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）とし、他方を駆動装置１３の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とすることができる。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。
【００３７】
ただし、これに限定されず、例えば、光信号伝送装置２Ａ”〜２Ｇ”は、ロボット１に配置された図示しないカメラ、力覚センサー、温度センサー、圧力センサー等の各種センサーと電気的に接続されていてもよい。この場合、第１光信号ＬＳ１および第２光信号ＬＳ２の一方をロボット制御装置１８からセンサーへ送信する信号（コントロール信号）とし、他方をセンサーからロボット制御装置１８へ送信する出力信号とすることができる。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。また、光信号伝送装置２Ａ”〜２Ｇ”を駆動装置１３とセンサーの両方に接続してもよく、この場合は、マルチプレクサー等を用いて時分割で信号を送受信すればよい。
【００３８】
また、図４および図５に示すように、導光部５は、板状をなし、基端部が光電変換部４上に位置している。導光部５は、第１光信号ＬＳ１を伝搬するための光伝送路５１と、第２光信号ＬＳ２を伝搬するための光伝送路５２と、光伝送路５１、５２を覆う基部５３と、を有している。このような導光部５としては、ポリマー（高分子）で形成されるポリマー光導波路（有機光導波路）であってもよいし、ガラスを用いて形成される無機光導波路であってもよい。
【００３９】
光伝送路５１は、基部５３よりも高い屈折率を有している。そのため、光伝送路５１に入射した第１光信号ＬＳ１は、全反射しながら光伝送路５１に閉じこめられた状態で伝搬する。同様に、光伝送路５２も、基部５３よりも高い屈折率を有している。そのため、光伝送路５２に入射した第２光信号ＬＳ２は、全反射しながら光伝送路５２に閉じこめられた状態で伝搬する。
【００４０】
また、光伝送路５１は、発光素子４１の発光面４１ａと対向する部分を有しており、当該部分には、発光素子４１から出射された光（第１光信号ＬＳ１）を反射して光伝送路５１に導く反射部５１２が形成されている。同様に、光伝送路５２は、受光素子４２の受光面４２ａと対向する部分を有しており、当該部分には、光伝送路５２を伝搬する光（第２光信号ＬＳ２）を受光素子４２の受光面４２ａに向けて反射する反射部５２２が形成されている。
【００４１】
光伝送路５１、５２および基部５３の構成材料としては、前述したように、光伝送路５１、５２の屈折率が、基部５３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、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等の各種ガラス材料等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。
【００４２】
また、反射部５１２、５２２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。本実施形態では、図４および図５に示すように、導光部５の上面から光伝送路５１、５２に達する切り欠き５９を形成し、切り欠き５９により生じた傾斜面を反射部５１２、５２２としている。なお、切り欠き５９は、例えば、基部５３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。
【００４３】
以上のような導光部５は、平面視で、光電変換部４に対して図６中の左側に向けて延在している。一方で、放熱部３３１〜３３４は、それぞれ、光電変換部４に対して図６中の右側に向けて延在している。このように、導光部５を放熱部３３１〜３３４とは反対側に向けて延在させることにより、導光部５が放熱部３３１〜３３４と重なってしまうのを抑制することができ、放熱部３３１〜３３４の熱が導光部５に伝わり難くなり、導光部５の昇温を抑制することができる。その結果、導光部５は、安定した光伝送特性を発揮することができる。
【００４４】
なお、導光部５の先端部には図示しないコネクターが設けられており、このコネクターを介して光配線９と接続可能となっている。
【００４５】
以上、ロボット１および光信号伝送装置２について説明した。このような光信号伝送装置２は、前述したように、発光素子４１（光源）と、発光素子４１を支持する支持基板３と、発光素子４１から出射される光を伝送する導光部５と、を備える。また、支持基板３は、基板本体３１と、発光素子４１と接続されており、基板本体３１の厚さ方向に貫通し、金属材料で構成されている貫通部３２１、３２２と、貫通部３２１、３２２と接続され、金属材料で構成されている放熱部３３１、３３２と、を有する。そして、発光素子４１と放熱部３３１、３３２との間に貫通部３２１、３２２が配置され、導光部５と支持基板３との間に発光素子４１が配置されている。このような構成の光信号伝送装置２によれば、発光素子４１から生じる熱が貫通部３２１、３２２を介して放熱部３３１、３３２に伝達され、放熱部３３１、３３２から外部へ放出されるため、発光素子４１の温度上昇を抑制することができ、昇温による発光素子４１の発光効率（光強度）の低下を抑制することができる。そのため、第１光信号ＬＳ１のビットエラーを低減することができる。また、このような構成によれば、例えば、従来のような放熱用の筐体が不要となるため、光信号伝送装置２の低背化を図ることもできる。
【００４６】
また、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を有している。光信号伝送装置２は、前述したように、発光素子４１（光源）と、発光素子４１を支持する支持基板３と、発光素子４１から出射される光を伝送する導光部５と、を備える。また、支持基板３は、基板本体３１と、発光素子４１と接続されており、基板本体３１の厚さ方向に貫通し、金属材料で構成されている貫通部３２１、３２２と、貫通部３２１、３２２と接続され、金属材料で構成されている放熱部３３１、３３２と、を有する。そして、発光素子４１と放熱部３３１、３３２との間に貫通部３２１、３２２が配置され、導光部５と支持基板３との間に発光素子４１が配置されている。このような構成のロボット１によれば、発光素子４１から生じる熱が貫通部３２１、３２２を介して放熱部３３１、３３２に伝達され、放熱部３３１、３３２から外部へ放出されるため、発光素子４１の温度上昇を抑制することができ、昇温による発光素子４１の発光効率（光強度）の低下を抑制することができる。そのため、第１光信号ＬＳ１のビットエラーを低減することができる。また、このような構成のロボット１によれば、例えば、従来のような放熱用の筐体が不要となるため、光信号伝送装置２の低背化を図ることができる。
【００４７】
また、前述したように、支持基板３は、有底の凹部３１１を有し、発光素子４１は、凹部３１１の底面３１１ａに配置されている。このように、基板本体３１に凹部３１１を形成し、凹部３１１内に発光素子４１を配置することにより、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。
【００４８】
また、前述したように、貫通部３２１、３２２は、凹部３１１の底面３１１ａに配置されている。これにより、貫通部３２１、３２２の長さを短くすることができ、発光素子４１から放熱部３３１、３３２への熱の伝達効率が向上し、発光素子４１の温度上昇をより効果的に抑制することができる。
【００４９】
また、前述したように、導光部５は、基板本体３１に接続されている。これにより、導光部５に邪魔されることなく、基板本体３１の下面３１ｂに放熱部３３を配置することができる。また、放熱部３３をより広い範囲に配置することができるため、放熱部３３の放熱特性を高めることができる。
【００５０】
また、前述したように、支持基板３の平面視で、貫通部３２１、３２２は、発光素子４１と重なっている。これにより、発光素子４１と貫通部３２１、３２２との熱的な接続がより確実なものとなり、発光素子４１から生じる熱を、貫通部３２１、３２２を介してより効率的に放熱部３３１、３３２に伝達することができる。ただし、これに限定されず、貫通部３２１、３２２は、支持基板３の平面視で、発光素子４１と重なっていなくてもよい。
【００５１】
また、前述したように、貫通部３２１、３２２は、発光素子４１と電気的に接続されている。これにより、貫通部３２１、３２２および放熱部３３１、３３２を発光素子４１の配線として利用することができる。そのため、発光素子４１用の配線を別途設ける必要がなく、その分、光信号伝送装置２の小型化を図ることができる。
【００５２】
また、前述したように、支持基板３の平面視で、導光部５は、発光素子４１に対して一方側に向けて延在し、放熱部３３１、３３２は、発光素子４１に対して他方側に向けて延在している。これにより、導光部５が放熱部３３１、３３２と重なってしまうのを抑制することができ、放熱部３３１、３３２の熱が導光部５に伝わり難くなり、導光部５の昇温を抑制することができる。その結果、導光部５は、安定した光伝送特性を発揮することができる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る光信号伝送装置について説明する。
【００５４】
図８は、本発明の第２実施形態に係る光信号伝送装置を示す上面図である。図９は、図８中のＣ−Ｃ線断面図である。図１０は、図８中のＤ−Ｄ線断面図である。図１１は、図８に示す光信号伝送装置の変形例を示す上面図である。
【００５５】
本実施形態は、光信号伝送装置の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８から図１１において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００５６】
図８から図１０に示すように、本実施形態の光信号伝送装置２では、基板本体３１から凹部３１１が省略されており、基板本体３１の上面３１ａに発光素子４１および受光素子４２が配置されている。また、光信号伝送装置２は、基板本体３１と導光部５との間に位置する支持部７を有している。そして、支持部７を介して基板本体３１と導光部５とが接続されている。これにより、支持基板３と導光部５との間に発光素子４１および受光素子４２を配置するスペースを確保することができる。特に、本実施形態によれば、基板本体３１から凹部３１１を省略することができ、その分、支持基板３の構成が前述した第１実施形態よりも簡単なものとなる。なお、支持部７の構成材料としては、特に限定されず、各種樹脂材料、各種金属材料、各種セラミック材料、各種ガラス材料等を用いることができる。
【００５７】
以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態では、光電変換部４を間に挟むようにして支持部７が一対設けられているが、支持部７の構成としては、これに限定されず、例えば、図１１に示すように、光電変換部４を囲む枠状をなしていてもよい。これにより、光電変換部４を封止することができ、光電変換部４を埃や湿気から保護することができる。
【００５８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る光信号伝送装置について説明する。
【００５９】
図１２は、本発明の第３実施形態に係る光信号伝送装置を示す上面図である。図１３は、図１２に示す光信号伝送装置の下面図である。
【００６０】
本実施形態は、光信号伝送装置の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１２および図１３において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００６１】
図１２に示すように、本実施形態の光信号伝送装置２では、回路素子６が凹部３１１の底面３１１ａに配置されている。また、回路素子６は、発光素子４１と受光素子４２との間に配置されており、ボンディングワイヤーＢＷ１を介して発光素子４１と電気的に接続され、ボンディングワイヤーＢＷ２を介して受光素子４２と電気的に接続されている。このように、回路素子６を凹部３１１内に収納することにより、例えば、前述した第１実施形態よりもさらに光信号伝送装置２の低背化を図ることができる。
【００６２】
また、図１２および図１３に示すように、支持基板３は、基板本体３１を厚さ方向に貫通する６つの貫通部３２（３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６）と、基板本体３１の下面３１ｂに設けられた６つの放熱部３３（３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６）と、を有している。そして、放熱部３３１は、貫通部３２１と電気的に接続され、放熱部３３２は、貫通部３２２と電気的に接続され、放熱部３３３は、貫通部３２３と電気的に接続され、放熱部３３４は、貫通部３２４と電気的に接続され、放熱部３３５は、貫通部３２５と電気的に接続され、放熱部３３６は、貫通部３２６と電気的に接続されている。
【００６３】
また、図１２に示すように、支持基板３の平面視で、貫通部３２１は、発光素子４１と重なっている。したがって、発光素子４１の熱は、貫通部３２１を介して放熱部３３１まで伝達され、放熱部３３１において外部へ放出される。なお、貫通部３２１は、発光素子４１と熱的に接続されているだけで、電気的には接続されていない。
【００６４】
また、支持基板３の平面視で、貫通部３２６は、受光素子４２と重なっている。したがって、受光素子４２の熱は、貫通部３２６を介して放熱部３３６まで伝達され、放熱部３３６において外部へ放出される。なお、貫通部３２６は、受光素子４２と熱的に接続されているだけで、電気的には接続されていない。
【００６５】
また、支持基板３の平面視で、貫通部３２２〜３２５は、それぞれ、回路素子６と重なっている。したがって、回路素子６の熱は、貫通部３２２〜３２５を介して放熱部３３２〜３３５まで伝達され、放熱部３３２〜３３５において外部へ放出される。また、貫通部３２２〜３２５は、それぞれ、ボンディングワイヤーＢＷ３を介して回路素子６と電気的に接続されている。そのため、回路素子６は、貫通部３２２〜３２５および放熱部３３２〜３３５を介して電気的に凹部３１１の外部（基板本体３１の下面３１ｂ）へ引き出される。したがって、外部装置と回路素子６との電気的な接続が容易となる。
【００６６】
以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る光信号伝送装置について説明する。
【００６８】
図１４は、本発明の第４実施形態に係る光信号伝送装置を示す上面図である。図１５は、図１４に示す光信号伝送装置の下面図である。
【００６９】
本実施形態は、光信号伝送装置の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１４および図１５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００７０】
図１４および図１５に示すように、本実施形態の光信号伝送装置２では、支持基板３は、基板本体３１を貫通する６つの貫通部３２（３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６）と、基板本体３１の下面３１ｂに設けられた６つの放熱部３３（３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６）と、を有している。そして、放熱部３３１は、貫通部３２１と電気的に接続され、放熱部３３２は、貫通部３２２と電気的に接続され、放熱部３３３は、貫通部３２３と電気的に接続され、放熱部３３４は、貫通部３２４と電気的に接続され、放熱部３３５は、貫通部３２５と電気的に接続され、放熱部３３６は、貫通部３２６と電気的に接続されている。
【００７１】
また、図１４に示すように、支持基板３の平面視で、貫通部３２５は、発光素子４１と重なっている。したがって、発光素子４１の熱は、貫通部３２５を介して放熱部３３５まで伝達され、放熱部３３５において外部へ放出される。なお、貫通部３２５は、発光素子４１と熱的に接続されているだけで、電気的には接続されていない。
【００７２】
また、支持基板３の平面視で、貫通部３２１、３２２は、発光素子４１と重ならないように、発光素子４１の周囲に設けられている。そして、発光素子４１と貫通部３２１、３２２とがボンディングワイヤーＢＷ１を介して電気的に接続されている。これにより、貫通部３２１、３２２および放熱部３３１、３３２を介して、発光素子４１と回路素子６とを電気的に接続することができる。また、発光素子４１の熱は、ボンディングワイヤーＢＷ１および貫通部３２１、３２２を介して放熱部３３１、３３２まで伝達され、放熱部３３１、３３２において外部へ放出される。
【００７３】
このように、本実施形態では、放熱部３３１、３３２、３３５によって発光素子４１の熱を外部に放出することができるため、発光素子４１の過度な昇温をより効果的に抑制することができる。
【００７４】
また、支持基板３の平面視で、貫通部３２６は、受光素子４２と重なっている。したがって、受光素子４２の熱は、貫通部３２６を介して放熱部３３６まで伝達され、放熱部３３６において外部へ放出される。なお、貫通部３２６は、受光素子４２と熱的に接続されているだけで、電気的には接続されていない。
【００７５】
また、支持基板３の平面視で、貫通部３２３、３２４は、受光素子４２と重ならないように、受光素子４２の周囲に設けられている。そして、受光素子４２と貫通部３２３、３２４とがボンディングワイヤーＢＷ２を介して電気的に接続されている。これにより、貫通部３２３、３２４および放熱部３３３、３３４を介して、受光素子４２と回路素子６とを電気的に接続することができる。また、受光素子４２の熱は、ボンディングワイヤーＢＷ２および貫通部３２３、３２４を介して放熱部３３３、３３４まで伝達され、放熱部３３３、３３４において外部へ放出される。
【００７６】
このように、本実施形態では、放熱部３３３、３３４、３３６によって受光素子４２の熱を外部に放出することができるため、受光素子４２の過度な昇温をより効果的に抑制することができる。
【００７７】
以上のような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７８】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係るプリンターについて説明する。
【００７９】
図１６は、本発明の第５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１７は、図１６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。
【００８０】
図１６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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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Ｘから入力された印刷データに基づいて実行される。
【００８５】
また、プリンター３０００は、図１７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Ｘと通信するようになっている。なお、光信号伝送装置２は、前述した第１実施形態から第４実施形態のいずれかで説明した光信号伝送装置２と同様の構成とすることができる。
【００８６】
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、前述したように、発光素子４１（光源）と、発光素子４１を支持する支持基板３と、発光素子４１から出射される光を伝送する導光部５と、を備える。また、支持基板３は、基板本体３１と、発光素子４１と接続されており、基板本体３１の厚さ方向に貫通し、金属材料で構成されている貫通部３２１、３２２と、貫通部３２１、３２２と接続され、金属材料で構成されている放熱部３３１、３３２と、を有する。そして、発光素子４１と放熱部３３１、３３２との間に貫通部３２１、３２２が配置され、導光部５と支持基板３との間に発光素子４１が配置されている。このような構成のプリンター３０００によれば、発光素子４１から生じる熱が貫通部３２１、３２２を介して放熱部３３１、３３２に伝達され、放熱部３３１、３３２から外部へ放出されるため、発光素子４１の温度上昇を抑制することができ、昇温による発光素子４１の発光効率（光強度）の低下を抑制することができる。そのため、第１光信号ＬＳ１のビットエラーを低減することができる。また、このような構成のプリンター３０００によれば、例えば、従来のような放熱用の筐体が不要となるため、光信号伝送装置２の低背化を図ることができる。
【００８７】
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。
【００８８】
また、前述した実施形態では、ロボットが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、ハンドラー等であってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１…ロボット、１１…基台、１２…ロボットアーム、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、１３…駆動装置、１８…ロボット制御装置、１９…ロボットハンド、２、２Ａ’〜２Ｇ”…光信号伝送装置、２０…接合部材、３…支持基板、３１…基板本体、３１ａ…上面、３１ｂ…下面、３１１…凹部、３１１ａ…底面、３２、３２１〜３２６…貫通部、３３、３３１〜３３６…放熱部、４…光電変換部、４１…発光素子、４１ａ…発光面、４２…受光素子、４２ａ…受光面、５…導光部、５１…光伝送路、５１２…反射部、５２…光伝送路、５２２…反射部、５３…基部、５９…切り欠き、６…回路素子、６１…第１回路、６２…第２回路、７…支持部、９…光配線、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、ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３、ＢＷ４…ボンディングワイヤー、ＬＳ１…第１光信号、ＬＳ２…第２光信号、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、Ｘ…ホストコンピューター
【図１】
2019139081.tif 000003
【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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