基板処理装置
【課題】基板色に拘わらず、感度調整などの設定調整作業が不要であり、かつ透明基板などについても高精度に検出可能な検出装置を有する基板処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基台と、前記基台上に設けられる搬送路に沿ってプリント基板を直接的、或いは板状の基板支持体を介して間接的に搬送する搬送装置と、前記プリント基板、及び前記基板支持体を搬送対象物と定義したときに、前記搬送路上にて設定された検出位置における前記搬送対象物の有無を検出する検出装置と、前記搬送装置によって前記基台上の作業位置に搬入された前記プリント基板に対して半田ペーストの印刷、接着剤の塗布、電子部品の実装、基板検査など予め決められた処理を実行する実行部と、を備えた基板処理装置であって、前記検出装置は、超音波を送波する送波動作とその反射波を受波する受波動作を行う超音波センサ３０である。
【解決手段】基台と、前記基台上に設けられる搬送路に沿ってプリント基板を直接的、或いは板状の基板支持体を介して間接的に搬送する搬送装置と、前記プリント基板、及び前記基板支持体を搬送対象物と定義したときに、前記搬送路上にて設定された検出位置における前記搬送対象物の有無を検出する検出装置と、前記搬送装置によって前記基台上の作業位置に搬入された前記プリント基板に対して半田ペーストの印刷、接着剤の塗布、電子部品の実装、基板検査など予め決められた処理を実行する実行部と、を備えた基板処理装置であって、前記検出装置は、超音波を送波する送波動作とその反射波を受波する受波動作を行う超音波センサ３０である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流側から搬入されるプリント基板に対して、半田ペーストの印刷、接着剤の塗布、電子部品の実装、基板検査など予め決められた処理を実行し、処理済みの基板を下流側に搬出する基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、印刷機、ディスペンサ、表面実装機、リフロー装置などの各種基板処理装置を一列状に配置して製造ラインを構築し、プリント基板に、半田ペーストの印刷処理、接着剤の塗布処理、電子部品の実装処理、基板検査処理、リフロー処理の各処理を順に行うことで、実装基板を製造することが広く行われている。この種の基板処理装置においては、プリント基板を目的の作業位置に搬送、及び隣接する装置との間にて受け渡す必要があり、プリント基板搬送用の搬送装置を備えている。そして、搬送装置に光学式のセンサを付設してプリント基板の搬送状況を検出することで、搬送装置を制御している（下記特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００５−９３７６５公報
【特許文献２】特開２００５−４５１４０公報
【特許文献３】特開平６−２１１３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光学式のセンサを用いてプリント基板の検出を行うものでは、以下の問題点がある。
（ａ）プリント基板の種類は多様であり、基板の種類に応じて基板色もそれぞれ異なる。基板色が異なると、それに応じて光の吸光度が変わるので、投光側の出力調整、受光感度の調整などの設定調整作業を行う必要があり、手間がかかる。
（ｂ）透明基板の検出が不可能である。
（ｃ）透明基板以外であってもプリント基板に反りがある場合には、光の反射方向が変わってしまうので、基板の検出を高精度に行うことが出来ない。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、基板色に拘わらず、感度調整などの設定調整作業が不要であり、かつ透明基板などについても高精度に検出可能な検出装置を有する基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、基台と、前記基台上に設けられる搬送路に沿ってプリント基板を直接的、或いは板状の基板支持体を介して間接的に搬送する搬送装置と、前記プリント基板、及び前記基板支持体を搬送対象物と定義したときに、前記搬送路上にて設定された検出位置における前記搬送対象物の有無を検出する検出装置と、前記搬送装置によって前記基台上の作業位置に搬入された前記プリント基板に対して半田ペーストの印刷、接着剤の塗布、電子部品の実装、基板検査など予め決められた処理を実行する実行部と、を備えた基板処理装置であって、前記検出装置は、（１）超音波を送波する送波器と、（２）前記超音波が送波された時刻を基準として、その後の経過時間を計時する計時手段と、（３）前記送波器より送波され、前記検出位置にある前記搬送対象物に対して下方から入射した超音波の反射波を受波し、受波した反射波のレベルに応じた検出信号を出力する受波器と、（４）前記受波器から出力される検出信号のうち、前記検出位置にある前記搬送対象物にて反射した反射波が受波される特定時間帯を超過する超過時間帯の検出信号を無効化する信号処理を前記計時手段と協働して行う信号処理手段と、を備える。
【０００５】
この発明の実施態様として、以下の構成としておくことが、好ましい。
・前記検出装置は電気的振動と機械的振動を相互に変換する単一個の圧電振動子により、前記送波器と前記受波器とを兼用してなるセンサ本体を備え、前記信号処理手段は、前記送波器による送波直後の、残響が発生する一定時間帯においても、出力される検出信号を無効化する。このようにしておけば、残響の影響を排除でき、より一層高精度に、搬送対象物を検出可能となる。
【０００６】
・ある時刻Ｔ０にて送波された超音波が、送波元となる送波器から見て最も遠方にある障害物にて反射され、その反射波が前記受波器にて受波されるまでの時間を最大受波時間Ｔｍａｘと定義したときに、前記超音波を前記検出位置に向けて送波する送波動作と前記搬送対象物にて反射された反射波を受波する受波動作とからなる検出動作を、前記センサ本体に、前記最大受波時間Ｔｍａｘに対応する時間を１周期として繰り返し行わせるセンサ制御手段を備える。このようにしておけば、前回の検出動作が次回の検出動作に影響を及ぼすことがなく、より一層高精度に、搬送対象物を検出可能となる。
【０００７】
・前記信号処理手段の信号処理を経た検出信号に基づいて、前記搬送装置及びそれに付属される装置の駆動、或いは前記実行部の駆動を制御する制御手段を、備える。このような制御手段を設けることで、搬送装置、それに付属される装置、実行部を、搬送対象物の搬送状態に合わせて制御できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、搬送対象物の検出に超音波センサを用いている。超音波であれば、空気の振動を遮るような障害物は、障害物の表面色（透明／不透明も含む）が異なっても同じように反射するから表面色の別に拘わらず検出が可能であり、従来では必要であった設定調整作業を廃止できる。
【０００９】
加えて、本発明のものは、受波器から出力される検出信号のうち、特定時間帯を超過する超過時間帯の検出信号を無効化している。このようにしておけば、以下の効果を奏することが可能となる。送波器から超音波を送波したときに、搬送路の検出位置に搬送対象物がなければ、超音波は検出位置を通過しそのまま上方に抜けるが、このとき、検出位置の上方に基板処理装置を構成する他の装置（例えば、部品の実装を行うヘッドユニット、印刷用のメタルマスクなど）があると、超音波はこれら装置により反射し、その反射波が受波器に向かう。
【００１０】
その後、上記反射波は受波器にて受波されるが、それに対応して出力される検出信号は超過時間帯に含まれることとなり、全て無効化される。よって、検出位置を一旦通過し、その後、他の装置にて反射した反射波が受波されたとしても、それ起因する誤検出（本来的には、「プリント基板なし」と判定されるところ、上記反射波の受波により「プリント基板あり」と判定される誤検出）を排除することが可能となり、検出位置における搬送対象物の有無を高い検出精度にて検出することが可能となる。以上のことから、搬送対象物の搬送状況を正確に把握でき、搬送制御などを円滑に行うことが可能となる結果、基板処理装置を高稼働率にて稼動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１５によって説明する。図１は表面実装機の平面図、図２は図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は図２をＣ方向から見た図である。本表面実装機１はプリント基板（以下、単に基板）Ｐに対して電子部品Ｂを実装する装置であり、図１にて示すように、上面が平らな基台１０上に各種装置（基板Ｐを搬送する搬送コンベア２０、基板Ｐ上に電子部品Ｂを実装する実装作業装置１００）を配置してなる。
【００１２】
尚、以下の説明において、基台１０の長手方向（図１、図３の左右方向）をＸ方向と呼ぶものとし、Ｙ方向、Ｚ方向をそれぞれ図１〜３の向きに定めるものとする。また、図１において右手側を上流側（作業対象となる基板Ｐの搬入側）、左手側を下流側（作業済みの基板Ｐの搬出側）として説明を行う。
【００１３】
１．基板Ｐを搬送するコンベア及びそれに付属する装置
基台１０はＸ方向に長い長方形状をなしており、中央に搬送コンベア（以下、単にコンベアと呼ぶ）２０を配置し、また、上流側にあたる基台１０の右端に搬入コンベア１２を、下流側にあたる基台１０の左端に搬出コンベア１３を配置している。これら３つのコンベア１２、１３、２０は互いに段差なく連続しており、作業対象となる基板ＰをＸ方向（図１の右側から左側）に順々に送ることが出来る構成となっている。ここでは、図２を参照して、基台１０の中央に設置される搬送コンベア２０の構成について説明するものとする。
【００１４】
搬送コンベア２０は基台１０上にて基板Ｐの搬送路Ｌｃを形成するものであって、側壁体２１、搬送ベルト２５、及びコンベアモータ２７を主体に構成されている。側壁体２１は図２に示すようにＹ方向に向かい合う一対からなり、図３にて示すようにＸ方向に延びている。そして、各側壁体２１の内周面であって、上部寄りの位置には一対のローラ２３を掛け渡して搬送ベルト２５が取り付けられている。両側壁体２１の搬送ベルト２５は、コンベアモータ２７の作動により、Ｘ方向（図３の左右方向）に循環駆動する構成となっている。このような構成とすることで、ベルト上面の基板ＰをＸ方向に搬送できるようになっている。
【００１５】
また、図１に示す符号３０（３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒの総称）は超音波センサである。超音波センサ３０は、検出動作を行うセンサ本体３１と、センサ本体３１に付設されて同センサ本体３１を電気的に制御するセンサ制御装置（後述する）４０とから構成されている。センサ本体３１の構成は図４に示す通りであり、下部に基板部を取り付けた金属製のケーシング３５内に、電気的振動と機械的振動を相互に変換する圧電セラミック振動子（本発明の「圧電振動子」に相当）３２を収容したものである。そして、ケーシング下部の基板部から端子３４が引き出されており、この端子３４と圧電セラミック振動子３２との間がリードＱにて接続されている。
【００１６】
係る圧電セラミック振動子３２は超音波を送波する送波器としての機能と、超音波を受波する受波器の機能を兼用しており、高い周波数の電圧を印加すると圧電効果により超音波を送波し、また超音波を受波すると、そのレベルに応じた電気信号（以下、検出信号Ｓｒと呼ぶ）を出力する。尚、本実施形態では、ケーシングの上面壁３５Ａの下面に、圧電セラミック振動子３２を密着させた状態で配置しており、上面壁（以下の説明にて出射面とも呼ぶ）３５Ａが圧電セラミック振動子３２と共に振動部を構成している。尚、本実施形態では、指向性のよい、いわゆる高周波（３００ｋＨｚ〜４００ｋＨｚ）のもの使用することとしている。
【００１７】
係るセンサ本体３１は超音波の出射面３５Ａを上に向けつつ、側壁体２１の内側面にブラケット３９を介して取り付けられている。これにより、基板Ｐが超音波センサ３０の上方領域にて停止、或いは横切るときには、出射された超音波が、基板Ｐに反射してセンサ本体３１に受波されることとなり、この反射波を検出することで基板Ｐの有無を判別できる。
【００１８】
本実施形態では、図１にあるように基台右端、基台中央、基台左端の合計３箇所に、上記超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒを設置しており、基板Ｐの搬送路Ｌｃ上に設定された各検出位置Ｋ１〜Ｋ３における基板Ｐの有無を検出することとしている。尚、以下の説明において、超音波センサ３０と言うときは、これら３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒを総称しているものとする。
【００１９】
また、図１に示す符号５０は基板ストッパ、符号６０はバックアップ装置である。基板ストッパ５０は基台中央のやや左手側に配置され、シリンダ駆動などにより図３に示す下降位置と、図５に示す上昇位置に昇降操作可能なストッパピン５１を備える。
【００２０】
図３に示す下降位置では、ストッパピン５１のピン先端が搬送される基板Ｐの高さより下方に位置する結果、基板Ｐは基板ストッパ５０の上方を通過可能となる。その一方、図５に示す上昇位置では、ストッパピン５１のピン先端が、搬送される基板Ｐの高さより高くなる結果、搬送される基板Ｐがストッパピン５１に突き当たってその位置、すなわち基台中央の実装作業位置（本発明の「作業位置」に相当）にて停止される構成となっている。
【００２１】
バックアップ装置６０は基台中央の実装作業位置に取り付けられており、多数個のバックアップピン６１を起立状態に保持したバックアッププレート６５と、同バックアッププレート６５を昇降させる昇降軸７１を備えた昇降装置７０とから構成されている。
【００２２】
バックアッププレート６５は昇降装置７０の作動により、図２に示す下降位置と、図６に示す上昇位置とに変位可能となっている。
【００２３】
バックアッププレート６５を図２に示す下降位置に位置させると、コンベア上を搬送される基板Ｐの下方において、各バックアップピン６１が、基板Ｐから所定距離隔てた離間状態となる。その一方、バックアッププレート６５を図６に示す上昇位置に移動させると、バックアップピン６１が基板下面の中央を下から持ち上げてバックアップしつつ、実装作業位置にて停止した基板Ｐを側壁体２１の上部に取り付けられたガイド片２９との間に挟み付けて保持する構成となっている。
【００２４】
２．実装作業を実行する実装作業装置１００及びそれに付属する装置
基台１０上であって、上記実装作業位置の周囲４箇所には部品供給部８０が設けられ、そこには部品供給装置としてのフィーダ８５がＸ方向に整列状に設置されている。各フィーダ８５は、部品供給テープが巻回されたリール（不図示）、リールから部品供給テープを引き出す電動式の送出装置（不図示）などから構成されている。
【００２５】
部品供給テープには電子部品Ｂが一定間隔にて保持されており、送出装置を駆動させると、部品供給テープの引き出しに伴い、電子部品Ｂが一つずつ供給される。そして、供給された電子部品Ｂは、次に説明する実装作業装置１００により、実装作業位置上にてバックアップされた基板Ｐ上に実装される構成となっている。
【００２６】
また、基台１０上であって搬送コンべア２０のＹ方向の両側には、部品認識カメラ９５が一対設置されている。この部品認識カメラ９５は、吸着ヘッド１８５により吸着保持された電子部品Ｂを撮影するためのものである。
【００２７】
実装作業装置１００は電子部品Ｂを吸着保持する吸着ヘッド１８５と移動装置１３０と、から構成されている。本移動装置１３０はＸＹＺの直交する３つの駆動軸１４５、１５５、１６５を備えた直交座標ロボットであり、これら３つの駆動軸１４５、１５５、１６５を複合的に駆動させることで、吸着ヘッド１８５を基台１０上の任意位置に移動操作する。
【００２８】
具体的に説明してゆくと、図１に示すように基台１０上には一対の支持脚１４１が設置されている。両支持脚１４１は実装作業位置の両側（Ｘ方向両側）に位置しており、共にＹ方向（図１では上下方向）にまっすぐに延びている。
【００２９】
両支持脚１４１にはＹ方向に延びるガイドレール（Ｙ方向案内軸）１４２が支持脚上面に設置されると共に、これら左右のガイドレール１４２に長手方向の両端部を嵌合わさせつつヘット支持体１５１が取り付けられている。
【００３０】
また、図１において右側の支持脚１４１にはＹ方向に延びるＹ軸ボールねじ軸（Ｙ方向駆動軸）１４５が装着され、更にＹ軸ボールねじ軸１４５にはボールナット（不図示）が螺合されている。そして、Ｙ軸ボールねじ軸１４５の軸端部にはＹ軸モータ１４７が設けられている。
【００３１】
同Ｙ軸モータ１４７を通電操作すると、Ｙ軸ボールねじ軸１４５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体１５１、ひいては次述するヘッドユニット１６０がガイドレール１４２に沿ってＹ方向に水平移動する（Ｙ軸サーボ機構）。
【００３２】
図７に示すように、ヘッド支持体１５１にはＸ方向に延びるガイド部材（Ｘ方向案内軸）１５３が設置され、更に、ガイド部材１５３に対してヘッドユニット１６０が、移動自在に取り付けられている。このヘッド支持体１５１には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールねじ軸（Ｘ方向駆動軸）１５５が装着されており、更にＸ軸ボールねじ軸１５５にはボールナットが螺合されている。
【００３３】
そして、Ｘ軸ボールねじ軸１５５の軸端部にはＸ軸モータ１５７が設けられており、同Ｘ軸モータ１５７を通電操作すると、Ｘ軸ボールねじ軸１５５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット１６０がガイド部材１５３に沿ってＸ方向に移動する（Ｘ軸サーボ機構）。
【００３４】
従って、Ｘ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を複合的に制御することで、基台１０上においてヘッドユニット１６０を水平方向（ＸＹ方向）に移動操作出来る構成となっている。
【００３５】
係るヘッドユニット１６０は図８にて示すように支持ブラケット１６３を備えており、係る支持ブラケット１６３には軸を上下に向けてＺ軸ボールねじ軸（Ｚ方向駆動軸）１６５が取り付けられている。そして、Ｚ軸ボールねじ軸１６５にはボールナット１７１が螺合してあり、係るボールナット１７１に対して吸着ヘッド１８５が装着されている。尚、このボールナット１７１は不図示のガイド手段によりヘッドユニット１６０に回り止めされている。
【００３６】
そして、Ｚ軸モータ１６７を通電操作すると、Ｚ軸ボールねじ軸１６５に沿ってボールナット１７１が上下する結果、ボールナット１７１に固定された吸着ヘッド１８５を、ヘッドユニット１６０に対して昇降操作出来る構成となっている。
【００３７】
また、吸着ヘッド１８５の先端には吸着ノズル１８６が設けられている。吸着ノズル１８６は図外の負圧手段から負圧が供給されるように構成されており、ヘッド先端に吸引力を生じさせるようになっている。
【００３８】
以上のことから、ヘッドユニット１６０を部品供給部８０と基台中央の実装作業位置との間を往復移動させつつ、吸着ヘッド１８５を適宜昇降操作することにより、部品供給部８０から電子部品Ｂを取り出すことが出来、かつ取り出した電子部品Ｂを実装作業位置にてバックアップされた基板Ｐ上に実装できる。
【００３９】
尚、本実施形態のものは、上記吸着ヘッド１８５がヘッドユニット１６０にＸ方向に列をなして複数本設けられており、部品供給部８０から複数個の電子部品Ｂを同時に取り出すことが出来る構成となっている。また、各吸着ヘッド１８５はヘッドユニット１６０に付設されるＲ軸モータ（不図示）の駆動により、各吸着ヘッド１８５ごとに軸周りの回転動作が可能な構成となっている。
【００４０】
３．装置の電気的構成
表面実装機（超音波センサ３０を除く）１は、装置全体がコントローラ２００により制御されている。コントローラ２００は図９にて示すように、ＣＰＵ等により構成される演算処理部２１１、記憶装置２１２、モータ制御部２１３、画像処理部２１４、及び入出力部２１５を備えてなる。
【００４１】
記憶装置２１２には実装作業を行う実装作業装置１００を制御するための実装プログラム及び、搬入コンベア１２、搬送コンベア２０、搬出コンベア１３を制御するための各種データが格納されると共に、演算処理部２１１が各種演算を行う際の各情報を一時記憶させておくための作業領域が割り当てられている。
【００４２】
モータ制御部２１３は演算処理部２１１の指令の下、各モータを通電制御するものであり、実装作業装置１００を構成するＸ軸モータ１５７、Ｙ軸モータ１４７、Ｚ軸モータ１６７、及び各コンベア１２、２０、１３を駆動させる各コンベアモータ２７が電気的に連なっている。
【００４３】
また、入出力部２１５には超音波センサ３０のセンサ制御装置４０が電気的に連なっている。センサ制御装置４０の電気的構成は図９にて示す通りであり、センサ制御部４１、送信回路部４３、受信回路部４５、メモリ４６、カウンタ４７、周期設定部４８、入出力部４９などを備えてなる。
【００４４】
各部の機能について説明すると、送信回路部４３はセンサ制御部４１の指令の下、圧電セラミック振動子３２に高周波の電圧を印加して、圧電セラミック振動子３２から超音波を送波させるものである。また、受信回路部４５はセンサ制御部４１の指令の下、超音波の受信動作を行うものであり、圧電セラミック振動子３２から出力される電気信号（検出信号Ｓｒ）を増幅、Ａ／Ｄ変換等して出力する。
【００４５】
センサ制御部４１は上記送信回路部４３と、受信回路部４５とを交互に切り替え制御しつつ、センサ本体３１に超音波を送波する送波動作と超音波を受波する受波動作を選択的に行わせるものである。
【００４６】
そして、センサ制御部４１は上記した送信／受信回路４３、４５の切り替え制御に加えて、受信回路部４５を通じて取り込まれる検出信号Ｓｒの信号処理を行う構成としてあり、信号処理を経た検出信号Ｓｒに基づいて基板Ｐの有無を検出し、その結果を入出力部４９を通じて表面実装機１に通知（出力信号の出力）する構成となっている。
【００４７】
また、メモリ４６には、センサ制御部４１がセンサ本体３１を制御するのに必要な情報、及び検出信号Ｓｒの信号処理を行うのに必要な情報（受波時間Ｔｍａｓｋ１、受波時間Ｔｍａｓｋ２、受波時間Ｔｍａｘなどの時刻に関する情報）が予め記憶されている。また、カウンタ４７は後述する検出シーケンスを実行する過程で経過時間Ｔを計時する機能を担うものであり、また、周期設定部４８は検出動作の検出周期ＴＳを設定する機能を担うものである。
【００４８】
尚、図９には３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒを代表させて、超音波センサ３０を１つだけ示してあるが、これら３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒはそれぞれセンサ制御装置４０をそれぞれ備えており、各センサ３０Ｆ〜３０Ｃの各制御装置４０が、コントローラ２００の入出力部２１５に対して電気的に連なっている。
【００４９】
４．超音波センサ３０による基板Ｐの具体的な検出動作
（ａ）検出原理とマスク処理
本実施形態では、センサ本体３１から超音波を送波して、その反射波が受波されるか否かに基づいて基板Ｐの有無を判別しており、図１０には、反射波を受波して得られた検出信号Ｓｒの波形を示してある。
【００５０】
この例では、図１０中の時刻Ｔ０から時間ｔ１内の期間において、超音波が図１１に示すように基板Ｐに向けて送波され、図１０中の時刻Ｔｓａｍに、その反射波が受波されている。超音波を送波してから、その反射波を受波するまでの受波時間Ｔは下記の（１）式にて求めることが出来、センサ出射面３５Ａから障害物までの距離Ｌに比例する。
Ｔ＝２×Ｌ／Ｖ・・・・・・・・・・・・・・・（１）式
尚、Ｖは音速であり、約３４３ｍ／Ｓである。
【００５１】
そして、センサ本体３１から基板Ｐまでの距離は基本的には一定であるから、基板Ｐにて反射された反射波は、送波後の特定時間帯に、常に観測されることとなる。その一方、図１１にも示すように、超音波センサ３０の検出領域内には、検出対象の基板Ｐの他にも、ヘッドユニット１６０など超音波の進行を妨げる障害物がある。
【００５２】
従って、例えば、基板Ｐが超音波センサの検出領域外を搬送中であっても、超音波が、これらの障害物（ヘッドユニット１６０）にて反射して、受波されることがある。この点を鑑み、本実施形態では、以下のマスク処理を行って、基板Ｐ以外の障害物にて反射した反射波に対応する検出信号Ｓｒを、基板Ｐの有無の判別処理から除外するようにしている。
【００５３】
本マスク処理は、図１１に示す有効範囲Ｕｃ（距離Ｌ１〜距離Ｌ２の範囲）内の障害物にて反射した反射波に対応する検出信号Ｓｒのみを有効化するものである。このようなマスク処理を実現させるには、図１２に示すように送波後の特定時間帯、すなわち距離Ｌ１上の障害物に対応する受波時間Ｔｍａｓｋ１から距離Ｌ２上の障害物に対応する受波時間Ｔｍａｓｋ２までの時間帯に観測される検出信号Ｓｒのみを有効化してやればよく、本実施形態では、後に説明する検出シーケンスを実行することで、係るマスク処理を実現させている。
Ｔｍａｓｋ１＝２×Ｌ１／Ｖ・・・・・・・・・（２）式
Ｔｍａｓｋ２＝２×Ｌ２／Ｖ・・・・・・・・・（３）式
【００５４】
ここで、有効範囲Ｕｃの上限位置Ｌ２については、バックアップした際の、基板Ｐの上面高さ位置Ｌｐ２より少なくとも数ミリ程度、高い位置に設定しておくことが好ましい。このような設定としておけば、バックアップした基板Ｐの有無についても、超音波センサ３０Ｃにより、ほぼ確実に検出することが可能となる。
【００５５】
尚、本マスク処理にて、センサ本体３１からの距離が「Ｌ２以上」となる遠距離の範囲Ｕｆに加えて「距離がＬ１未満」となる近距離の範囲Ｕｎを有効範囲から除外（図１１参照）しているが、これは、いわゆる残響の影響を排除するためである。ここで言う、残響とは圧電セラミック振動子３２の、送波動作後の残留振動であって、図１０、図１２の例では、送波動作直後のｔ２の時間帯に残響が生じている。
【００５６】
また、本実施形態では図１１に示すように、有効範囲Ｕｃの下限位置（距離Ｌ１）については、残響に重ならない範囲内において極力、センサ３０の近距離に設定してある。具体的には、バックアッププレート６５の上面の高さ位置Ｌｐ１より数ミリ程度上側の位置としてある。
【００５７】
このような構成としておくことで、両面実装タイプの基板Ｐで、裏面に大型電子部品Ｂ１が既に実装（上流側の表面実装機などにて実装）されているケースであっても、電子部品Ｂ１にて反射した反射波が有効範囲Ｕｃ内に入ることとなり、裏面に部品実装済み基板Ｐについても、検出が可能となる。
【００５８】
（ｂ）検出周期の設定
また、本実施形態では、上記した超音波センサ３０による検出動作（送波動作、受波動作）を繰り返し行って、基板Ｐの有無を検出している（図１３）。ここで、基板Ｐの有無を早期に検出するには、検出動作のサイクルを、短いサイクルに設定してやればよいが、サイクル（すなわち、検出周期ＴＳ）を短くし過ぎると、その一方で、検出動作同士で相互干渉が起きる恐れがある。
【００５９】
ここで言う、相互干渉というのは、前回の検出動作により送波した超音波の反射波が、次の検出動作中に観測されてしまうことである。このような干渉は、例えば、超音波が、基板Ｐの搬送高さＨｐより遠くの障害物にて反射すると、その反射波は基板Ｐで反射した場合のそれに比べてセンサ３０に遅れて到達するから、この遅れが原因となって発生する。
【００６０】
この点を鑑み、本実施形態のものは、超音波センサ３０から超音波が送波されてから、それが最も遠方にある障害物（例えば、表面実装機の天井Ｆなど）にて反射され、その反射波が受波されるまでの受波時間Ｔｍａｘを検出周期ＴＳに設定している（図１１参照）。
Ｔｍａｘ＝２×Ｌ３／Ｖ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
【００６１】
このような構成としておけば、送波された超音波は、その回の検出動作にて必ず受波されるから、検出動作を繰り返し行ったとしても、各検出動作間での相互干渉が生じ得ず、基板Ｐの有無を正確に判別することが可能となる。尚、この受波時間Ｔｍａｘが本発明の「最大受波時間」に相当している。
【００６２】
（ｃ）検出シーケンス
表面実装機１の電源が投入されると、超音波センサ３０側に通信ラインＤＬを通じて基板Ｐの検出動作を開始する指令が与えられる。
【００６３】
そして、指令が与えられると、超音波センサ３０のセンサ制御部４１により、図１４、図１５にて示す検出シーケンスが実行される。順に説明してゆくと、まず、Ｓ１０にて、メモリ４６の記憶状態（後述する判定結果に関する記憶）及び、カウンタ４７のカウント値をリセットする処理が行われる。
【００６４】
その後、ステップ２０で、センサ制御部４１の制御下のもと、カウンタ４７がカウント動作を開始し、検出動作の開始時刻Ｔ０からの経過時間Ｔを計時し始める。
【００６５】
その後、ステップ３０では、センサ制御部４１の制御下のもと、送信回路部４３がドライブされ、圧電セラミック振動子３２に高周波の電圧が印加される。これにより、センサ本体３１から超音波が送波される。係る超音波の送波は図１２にて示すように、カウンタ４７が時刻を計時し始めた開始時刻Ｔ０の直後から、時間ｔの間継続される（送波動作）。
【００６６】
その後、送波動作が完了すると、次に、センサ制御部４１の指令の下、受信回路部４５が起動状態となり、受波動作が開始される。そして、係る受波動作と同時に、センサ制御部４１は受信回路部４５を通じて取り込まれる検出信号Ｓｒの信号処理（すなわち、マスク処理）を行う。
【００６７】
具体的に説明すると、まずＳ４０にて、カウンタ４７により計時される経過時間Ｔをメモリ４６に記憶された情報「受波時間Ｔｍａｓｋ１」、「受波時間Ｔｍａｓｋ２」と大小比較して、経過時間Ｔが「受波時間Ｔｍａｓｋ１」から「受波時間Ｔｍａｓｋ２」までの範囲内にあるか、否かについて判定（Ｔｍａｓｋ１＜Ｔ＜Ｔｍａｓｋ２）する処理がセンサ制御部４１により行われる。ここでは、経過時刻Ｔは「受波時間Ｔｍａｓｋ１」に達していないので、Ｎ０判定される。
【００６８】
次に行われるステップ６０では、カウンタ４７により計時される経過時間Ｔをメモリ４６に記憶された情報「受波時間Ｔｍａｘ」と大小比較する処理がセンサ制御部４１により行われ、そこでも、ＮＯ判定される。その結果、処理は再び、ステップ４０に戻る。
【００６９】
このように、経過時間Ｔが「Ｔｍａｓｋ１」に達するまでの間は、図１４にて示すループ１（ステップ４０、ステップ６０の処理）内にて処理を繰り返す状態となり、それ以外の処理は行われない。このようにしておくことで、図１２に示す無効時間帯（本発明の「残響が発生する一定時間帯」に相当）Ａについては、仮に、検出信号Ｓｒが観測されていたとしても、それは次に説明する信号確認処理に反映されず、無効化される。
【００７０】
やがて、経過時刻Ｔが「Ｔｍａｓｋ１」に達すると、その後、ステップ４０の処理を実行したときにＹｅｓ判定される結果、ループ１を抜ける。すると、今度は、ステップ５０の信号確認処理を含むループ２の処理が、センサ制御部４１により繰り返し実行されることとなる。このループ２の処理は、経過時刻Ｔが「Ｔｍａｓｋ２」に達するまで続けられる。
【００７１】
信号確認処理の内容は、図１５に示す通りであり、検出信号Ｓｒの有無についての判定処理（Ｓ５１）、及び判定結果を記憶する処理（Ｓ５５）などから構成されている。これにより、特定時間帯にて、検出信号Ｓｒが観測されれば、センサ制御部４１は、「検出信号Ｓｒあり」の情報をメモリ４６に記憶させ、観測されなければ、「検出信号Ｓｒなし」の情報をメモリ４６に記憶させる。
【００７２】
その後、経過時間Ｔが、「Ｔｍａｓｋ２」を過ぎると、次にＳ４０の判定処理を行ったときに、ＮＯ判定される結果（Ｓ６０についてもＮＯ判定）、再び、ループ１内にて処理を繰り返す状態となり、それ以外の処理は行われない。このようにしておくことで、図１２に示す無効時間帯（本発明の「超過時間帯」に相当）Ｂについては、仮に、検出信号Ｓｒが観測されていたとしても、上記信号確認処理に反映されず、無効化される。
【００７３】
やがて、経過時間Ｔが「Ｔｍａｘ」に達すると、Ｓ６０の判定処理にてＹｅｓ判定され、その後、ステップ７０にて、表面実装機１のコントローラ２００に検出結果を出力する処理がセンサ制御部４１により行われる。具体的には、メモリ４６にアクセスして判定結果が読み出され、「検出信号Ｓｒあり」の情報が記憶されていれば、出力信号としてＯＮ信号を、表面実装機１側に一定時間出力し、検出信号Ｓｒなしの情報が記憶されていれば、出力信号としてＯＦＦ信号が一定時間出力される。かくして、１回の検出動作が完了する。
【００７４】
あとは、再び、Ｓ１０に戻り、次の検出動作が上記した要領に従って周期ＴＳ（すなわち、Ｔｍａｘ）にて繰り返し実行され、その都度、Ｓ７０の処理にてセンサ制御部４１が検出結果を表面実装機１に出力する。尚、このような検出動作は、表面実装機１に搭載される全３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒについてそれぞれ独立して行われ、これら各超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒから表面実装機１のコントローラ２００に対して、検出結果（ＯＮ／ＯＦＦの出力信号）がそれぞれ出力される。
【００７５】
一方、表面実装機１側では、入出力部２１５を通じて各超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒから出力される出力信号を取り込み、表面実装機１を構成する各装置を適宜制御する。例えば、作業対象となる基板Ｐを搬入コンベア１２を介して基台１０上に搬入するときに、図１にて示す基台右端に設置された超音波センサ３０Ｆにより基板Ｐの搬入が確認（具体的には、出力信号がＯＦＦ信号→ＯＮ信号に切り替る）されると、その後、コントローラ２００の制御下のもと、基台１０上にて停止状態にある搬送コンベア２０が駆動開始される。これにより、搬入コンベア１２を介して搬入された基板Ｐは基台中央に送られる。
【００７６】
そして、超音波センサ３０Ｃの出力信号がＯＦＦ信号→ＯＮ信号に切り替わる（基板なしの判定状態から基板有りの判定状態に切り替わる）と、その後、コントローラ２００の制御下のもと、搬送コンベア２０を減速させる処理が行われる。
【００７７】
これにより、基板Ｐは減速されつつ、基台中央の実装作業位置に向かう。そして、基板先端が上昇位置にあるストッパピン５１に突き当たり、作業対象となる基板Ｐは実装作業位置にて停止する。その後、基台中央の超音波センサ３０Ｃの出力信号がＯＮ信号となっていることを条件に、コントローラ２００の制御下のもとバックアップ装置６０が作動して、基板Ｐがバックアップされ、次いでバックアップされた基板Ｐに対する電子部品Ｂの実装作業が、コントローラ２００の制御下のもと実装作業装置１００により行われることとなる。
【００７８】
また、実装作業が完了すると、次いで、上昇位置にあるストッパピン５１が下降位置に変位操作され、その後、搬送コンベア２０が駆動される。これにより、部品実装済みの基板Ｐが実装作業位置から搬出されてゆく。このとき、基台中央の超音波センサ３０Ｃの出力信号がＯＮ信号からＯＦＦ信号に切り替わると、コントローラ２００の制御下のもと、再び、ストッパピン５１が下降位置から上昇位置に変位操作（次に実装作業を行う新規基板Ｐを実装作業位置にて停止させるための準備動作）される。
【００７９】
そして、基台左端の超音波センサ３０ＲからＯＮ信号が出力されることをもって、部品実装済みの基板Ｐが基台１０の左端まで送られたことを確認出来、その後、コントローラ２００の制御下のもと、停止状態にある搬出コンベア１３が駆動開始される。これにより、部品実装済みの基板Ｐは、搬出コンベア１３を介して隣接する他の装置（例えば、リフロー装置など）に搬出される。
【００８０】
５．本実施形態の効果
本実施形態によれば、基板Ｐの検出に超音波センサ３０を用いている。超音波であれば、空気の振動を遮るような障害物は、障害物の表面色（透明／不透明も含む）が異なっても同じように反射するから表面色の別に拘わらず検出が可能であり、基板Ｐの色に応じた設定調整作業を廃止できる。
【００８１】
加えて、本実施形態のものは、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒのみ有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒは全て無効化している。このようにしておけば、上部を通過、停止するヘッドユニット１６０などの障害物の影響を受けず、各検出位置Ｋ１〜Ｋ３における基板Ｐの有無を正確に把握でき、基板Ｐの搬送制御、基板Ｐに対する部品実装制御を円滑に行うことが可能となる結果、表面実装機１を高稼働率にて稼動できる。
【００８２】
また、本実施形態では、超音波センサ３０の検出周期ＴＳを設定する周期設定部４８を設けており、周期設定部４８に対する操作により、検出周期ＴＳの設定を設定変更できる。このようにしておけば、超音波センサ３０から見て最も遠方にある障害物までの距離Ｌ３が変われば、それに応じて検出周期を再設定できるので、この点も効果的である。
【００８３】
尚、この実施形態では、センサ制御部４１が実行するＳ４０〜Ｓ６０の処理により、本発明の「信号処理手段」の果たす処理機能を実現させている。
【００８４】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を説明する。
上記実施形態では、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒを有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒを全て無効化する処理を、超音波センサ３０側にて行い、表面実装機１側には出力信号のＯＮ／ＯＦＦだけを出力する構成とした。これに対して実施形態２のものは、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒを有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒを全て無効化する処理を、表面実装機１の演算処理部２１１にて実行するようにしている。
【００８５】
尚、上記処理を演算処理部２１１にて実行するには、例えば、コントローラ２００の記憶装置２１２に受波時間Ｔｍａｓｋ１、受波時間Ｔｍａｓｋ２、受波時間Ｔｍａｘの情報を予め記憶させておくと共に、超音波センサ３０側から表面実装機１に対して、検出信号Ｓｒと共に同検出信号Ｓｒが観測された時刻に関する情報を送信してやればよい。これを行うことで、図１４中のＳ４０〜Ｓ７０の処理を、表面実装機１側で実行することが可能となり、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒを有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒを全て無効化する処理を、表面実装機１側にて実行可能となる。
【００８６】
＜実施形態３＞
実施形態１、２では、本発明の基板処理装置の一例として、基板Ｐに電子部品Ｂを実装する表面実装機１を例示したが、実施形態３では基板処理装置の一例として、基板Ｐに半田ペーストを印刷する印刷機３００を例示するものである。以下、印刷機３００の構成を図１６〜図２１を参照しつつ簡単に説明する。尚、以下の説明において、基板搬送方向（図１６における左右方向）をＸ方向と呼ぶものとする。また、Ｙ方向、Ｚ方向をそれぞれ図１６、図１７の向きに定める。
【００８７】
印刷機３００は、上面がフラットな基台３１０を備える。基台１０の外周部にはフレーム３１０Ａが設けられると共に、基台３１０上にはフレーム３１０Ａの内側に位置して印刷作業装置３２０が取り付けられている。
【００８８】
印刷作業装置３２０は支持部材３２１、スキージヘッド支持フレーム３４０、Ｙ軸移動装置３２７、スキージヘッド３３１、スキージ３３５などから構成されている。順に説明してゆくと、図１７に示すように、支持部材３２１はＸ方向の両側に一対設置されると共に、基台３１０上においてＹ方向に延びておりＹ方向の前後両端部を支柱３１５によって支えられている。
【００８９】
両支持部材３２１の上面壁にはＹ方向に延びるレール３２３が設置されている。これら左右の支持部材３２１上には、レール３２３に端部下面の受け部３４３を嵌合させつつ、スキージヘッド支持フレーム３４０が横向きに設置されている。そして、図１７において左方側の支持部材３２１上には、モータ３２５と同モータ３２５を駆動源とするＹ軸移動装置（ボールねじ３２８とボールナットからなる）３２７が設置されている。
【００９０】
これにより、モータ３２５を通電操作するとＹ軸移動装置３２７が作動して、スキージヘッド支持フレーム３４０をレール３２３に沿ってＹ方向に進退させるようになっている。
【００９１】
尚、図１７では省略してあるが、上記スキージヘッド支持フレーム３４０のＸ方向の中央には、スキージヘッド３３１に支持されつつスキージ３３５が取り付けられている（図１６参照）。スキージ３３５はＸ方向に水平に延びる横長な形状をなし、昇降可能とされている。
【００９２】
そして、スキージ３３５の下方にはマスク保持装置３５０を介してマスクＭが取り付けられるようになっている。マスクＭは、金属製の角パイプを枠状に形成したマスク枠Ｍ１の底面側に、テンショナーＭ２を介して、薄板に印刷用の開口（図略）を形成したステンシルＭ３を取り付けたものである。
【００９３】
次に、基板支持ユニット４００の説明を行う。基板支持ユニット４００はテーブル４１０、テーブル４２０、テーブル４３０、テーブル４４０、テーブル４５０を下から順に積み上げた構成とされる（図１６参照）。
【００９４】
図１９に示すように、４段目のテーブル４４０上には、最上段の５段目のテーブル４５０を間に挟むようにしてＹ方向の両側に搬送ベルト４７１が設置されている。両搬送ベルト４７１は共にＸ方向に水平に延びており、支持部４８０Ａ、４８０Ｂによって支持されている。係る基板搬送ベルト４７１はＸ方向に循環駆動可能とされ、印刷対象の基板ＰをＸ方向に搬送する基板搬送コンベア４７０を構成している。
【００９５】
また、両支持部４８０Ａ、４８０Ｂ上には、基板クランプ片４８０Ｃ、４８０Ｄがそれぞれ設置されている。図１９において上側に位置する装置奥側の基板クランプ片４８０Ｄは支持部４８０Ｂに対してＹ方向にスライド可能とされており、テーブル４５０上に運ばれてきた基板Ｐを相手側の基板クランプ片４８０Ｃと共にＹ方向の両側から挟んで保持する機能（図２１の（ａ）、（ｂ）参照）を担っている。
【００９６】
そして、４段目のテーブル４４０上には、３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒが、テーブル右端寄りの位置と、テーブル中央寄りの位置と、テーブル左端の位置にそれぞれ取り付けられており、基板搬送コンベア４７０上を運ばれる基板Ｐの有無を検出する構成となっている。尚、これら３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒは、実施形態１にておいて表面実装機１に搭載したものと同じものであり、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒのみ有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒは全て無効化することで、基板Ｐの有無を正確に把握できるものとなっている。
【００９７】
図１９に戻って説明を続けると、最上段にあたる５段目のテーブル４５０上には、ピン保持孔（不図示）を行列状に配置したバックアッププレート４９０が設置されている。このバックアッププレート４９０上には、ピン保持孔にピン端部を挿通させつつ、バックアップピン４９５が複数本起立保持されている。
【００９８】
さて、基板支持ユニット４００を構成する５つのテーブル４１０〜４５０はいずれも可動テーブルとなっている。順に説明してゆくと、基台３１０上にはＹ方向に延びるＹレール３１１が４本設置されている（図１７では省略してある）。そして、これらＹレール３１１上に、テーブル下面に設けられたレール受け部４１３を嵌合させつつ、初段のテーブル４１０が乗っている。これにより、図外のＹ軸サーボ機構を作動させると、初段のテーブル４１０を含む基板支持ユニット４００の全体をＹレール４１１に沿ってＹ方向に移動できる。
【００９９】
初段のテーブル４１０はＸ方向に延びる横長な形状とされ、テーブル上面にはＸ方向に延びるＸレール４１５が２本設置されている。そして、これらＸレール４１５上に、テーブル下面に設けられたレール受け部４２３を嵌合させつつ、２段目のテーブル４２０が乗っている。
【０１００】
これにより、図外のＸ軸サーボ機構を作動させると、２段目のテーブル４２０をレールに沿ってＸ方向に移動できる。以上のことから、初段のテーブル４１０と２段目のテーブル４２０を複合的に動作させることで、基板支持ユニット４００を基台３１０上における任意の位置に水平移動させることが出来る。
【０１０１】
２段目のテーブル４２０上には回転機構４２５が設けられている。回転機構４２５は回転用サーボ機構（図略）の動力を得て駆動し、３段目のテーブル４３０を回転させる。また、３段目のテーブル４３０と４段目のテーブル４４０の間、４段目のテーブル４４０と５段目のテーブル４５０の間にそれぞれ昇降装置（不図示）が設けられており、４段目のテーブル４４０、５段目のテーブル４５０がそれぞれ独立して昇降できるようになっている。
【０１０２】
そして、当実施形態のものは、４段目のテーブル４４０、５段目のテーブル４５０をいずれも下降した状態（以下、基板搬送姿勢と呼ぶ）にセットしておくと、バックアップピン４９５が基板搬送コンベア４７０の下方に位置すると共に、基板搬送コンベア４７０のレール高さが、当印刷機３００に隣接する他の装置（検査装置や、実装機など）に設けられるレールと同じ高さとなる。
【０１０３】
従って、基板搬送姿勢にある基板支持ユニット４００を水平移動させつつ、基台３１０の端に移動させると、図１９にて示すように、基板搬送コンベア４７０を隣接する装置に設けられるコンベア７００に段差なく連続させることができ、同コンベアを通じて印刷対象の基板Ｐを、隣接する他の装置との間で受け渡すことが出来る。
【０１０４】
尚、本実施形態のものは、既に説明を行ったように、４段目のテーブル４４０のＸ方向両側に超音波センサ３０Ｆ、３０Ｒを配置しており、これら超音波センサ３０Ｆ、３０Ｒの出力信号を基に、基板Ｐの受け渡しが確実になされたか否かを、演算制御部５１１（図２０参照）にて確認できる構成となっている。
【０１０５】
印刷機３００の電気的構成は図２０に示す通りであり、演算制御部５１１、記憶装置５１２、入出部５１５などを備え、演算制御部５１１に対して基板支持ユニット４００、実装作業装置３２０、より具体的にはこれら各装置４００、３２０を駆動させるアクチュエータ（モータなど）が電気的に連なっており、演算制御部５１１の制御下のもと、各装置４００、３２０が制御される構成となっている。
【０１０６】
次に、図２１を参照して、基板受け渡し後に実施される当印刷機３００による印刷動作を簡単に説明する。印刷対象の基板Ｐは上流側の装置より搬入された後、ベルト駆動によって基板搬送コンベア４７０上をＸ方向左側へと運ばれ、基板ユニット中央の基板停止位置に停止される（図２１の（ａ））。
【０１０７】
その後、基台中央の超音波センサ３０Ｃの出力信号がＯＮ信号となっていることを条件に、演算制御部５１１の制御下のもと、５段目のテーブル４４０を昇降させる処理が行われ、下降状態にあったテーブル４５０、ひいてはバックアップピン４９５が持ち上げられてゆく。
【０１０８】
そして、上昇動作の過程でバックアップピン４９５の上端が、基板停止位置にある基板Ｐの下面に当接し、印刷対象の基板Ｐを持ち上げる。これにより、印刷対象の基板Ｐは、基板搬送コンベア４７０から浮いた状態となり、基板搬送コンベア４７０から切り離される。
【０１０９】
そして、テーブル４５０の昇降量が所定量に達し、印刷対象の基板Ｐが図２１の（ｂ）に示すように、基板クランプ片４８０Ｃ、４８０Ｄの上面と面一となる高さまで持ち上げられると、テーブル４５０はその高さで停止される。
【０１１０】
テーブル４５０の上昇動作が停止されると、今度は不図示のシリンダ装置が駆動し、基板クランプ片４８０Ｄが、相手側の基板クランプ片４８０Ｃとの対向距離を狭めるようにＹ方向（図２１では右側）に移動する。これにより、バックアップピン４９５により下面を支持された印刷対象の基板Ｐは、両基板クランプ片４８０Ｃ、４８０ＤによってＹ方向の両側から挟み込まれて保持される（図２１の（ｂ）参照）。
【０１１１】
かくして、印刷対象の基板Ｐが保持されると、基板支持ユニット４００は基台３１０上を水平移動してマスクＭの下方に移動し、印刷対象の基板Ｐをステンシル下方の印刷作業位置（本発明の「作業位置」に相当）にセットさせる（図２１の（ｃ））。次いで、４段目のテーブル４４０を昇降させる処理が行われ、下降状態にあったテーブル４４０を上昇させる。
【０１１２】
これにより、保持状態にある印刷対象の基板ＰはステンシルＭ３に接近してゆく。そして、テーブル４４０の昇降量が所定量に達すると、テーブル４４０の上昇動作は停止され、このときには、印刷対象の基板Ｐが図２１の（ｄ）に示すようにステンシルＭ３の下面に重装された状態となる。
【０１１３】
あとは、スキージ４３５を下降させてステンシルＭ３の上面に当接させつつ、半田供給装置によってステンシルＭ３上にペースト状の半田を供給する。そして、スキージ４３５をＹ方向に往復移動させ、ペースト状の半田を引き延ばしてやれば、ステンシルＭ３の印刷用開口に半田が埋め込まれ、印刷対象の基板Ｐ上の所望位置に半田を印刷することが出来る。
【０１１４】
そして、半田の印刷が完了したら、上記した動作を逆に辿ることで、基板支持ユニット４００を基台中央まで移動させることが出来、また、基板支持ユニット４００を基板搬送姿勢（すなわち、図１６に示すように４段目のテーブル４４０、５段目のテーブル４５０をいずれも下降させた状態）に戻すことが出来る。
【０１１５】
従って、あとは、基板搬送姿勢にある基板支持ユニット４００を下流側の装置側、すなわち図１における左端側に移動させつつ基板搬送コンベア４７０の一部を装置外に突出させると、突出した基板搬送コンベア４７０が下流側の装置のコンベア７００に段差なく連続する。これにより、同コンベア７００を通じて印刷済みの基板Ｐを、下流側の装置に搬出できる。
【０１１６】
この実施形態も、実施形態１と同様に、基板Ｐの検出に超音波センサ３０を用いている。超音波であれば、空気の振動を遮るような障害物であれば、障害物の表面色（透明／不透明も含む）が異なっても同じように反射するから表面色の別に拘わらず検出が可能であり、従来では必要であった設定調整作業を廃止できる。
【０１１７】
加えて、本実施形態のものは、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒのみ有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒは全て無効化している。このようにしておけば、搬送対象物たる基板Ｐの有無を正確に把握でき、基板Ｐの搬送制御、基板Ｐに対する印刷制御を円滑に行うことが可能となる結果、印刷機３００の高稼働率にて稼動できる。
【０１１８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１１９】
（１）実施形態１〜３ではいずれも、送波器と受波器とを兼用させたタイプの超音波センサ３０を例示したが、送波器と受波器を別べつにしてもよい。
【０１２０】
（２）実施形態１では、超音波センサ３０を搭載した基板処理装置の一例として「表面実装機１」を、実施形態３では「印刷機３００」を例示したが、超音波センサ３０を基板検査装置に使用することも可能である。ここで言う、基板検査装置とは、印刷処理後、部品実装後において、処理が正しく行われた否かを、基板画像に基づいて検査するものであり、その具体的構成は、例えば、図１にて示す表面実装機１のヘッドユニット１６０に、吸着ヘッド１８５に替えて、検査用のカメラ（図略）を搭載してやればよい。
【０１２１】
（３）実施形態１では、超音波センサ３０を搭載した基板処理装置の一例として「表面実装機１」を、実施形態３では「印刷機３００」を例示したが、超音波センサ３０を塗布装置に使用することも可能である。ここで言う、塗布装置とは印刷処理後、部品実装前において、基板Ｐ上に接着剤を塗布するものであり、その具体的構成は、例えば、図１にて示す表面実装機１のヘッドユニット１６０に、吸着ヘッド１８５に替えて、接着剤を塗布する塗布ヘッド（図略）を搭載してやればよい。
【０１２２】
（４）実施形態１では、超音波センサ３０の検出対象として基板Ｐを例示したが、例えば、図２２にて示すように、基板Ｐを基板台（本発明の「板状の基板支持体」の一例）６００に載せて運ぶ場合であれば、基板台６００を検出することも無論可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】実施形態１に適用された表面実装機の平面図
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図
【図３】図２をＣ方向から見た図（ストッパピンの下降位置を示す）
【図４】センサ本体の内部構造を示す図
【図５】図２をＣ方向から見た図（ストッパピンの上昇位置を示す）
【図６】基板をバックアップした状態を示す図
【図７】ヘッドユニットの支持構造を示す図
【図８】吸着ヘッドの支持構造を示す図
【図９】表面実装機の電気的構成を示すブロック図
【図１０】検出動作により観測される検出信号の信号波形を示す図
【図１１】マスク処理を説明する図（センサからの距離と、有効範囲との関係を示す）
【図１２】マスク処理を説明する図（無効とされる時間帯と、有効とされる時間帯の関係を示す）
【図１３】超音波センサの検出周期を示す図
【図１４】検出シーケンスの手順を示すフローチャート図
【図１５】信号確認処理の手順を示すフローチャート図
【図１６】実施形態３に適用された印刷機の正面図
【図１７】印刷装置本体の構成を示す斜視図
【図１８】マスクの取り付け構造を示す図（押圧保持前）
【図１９】基板支持ユニットの平面図
【図２０】印刷機の電気的構成を示すブロック図
【図２１】印刷動作を示す図
【図２２】他の実施形態を示す図
【符号の説明】
【０１２４】
１…表面実装機（本発明の「基板処理装置」の一例）
１０…基台
２０…搬送コンベア（本発明の「搬送装置」の一例）
３０…超音波センサ（本発明の「検出装置」に相当）
３１…センサ本体
３２…圧電セラミック振動子（本発明の「圧電振動子」に相当）
４０…センサ制御装置
４１…センサ制御部（本発明の「信号処理手段」、「センサ制御手段」に相当）
４７…カウンタ（本発明の「計時手段」に相当）
１００…実装作業装置（本発明の「実行部」の一例）
２００…コントローラ（本発明の「制御手段」相当）
３００…印刷機（本発明の「基板処理装置」の一例）
３２０…印刷作業装置（本発明の「実行部」の一例）
４７０…基板搬送コンベア（本発明の「搬送装置」の一例）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流側から搬入されるプリント基板に対して、半田ペーストの印刷、接着剤の塗布、電子部品の実装、基板検査など予め決められた処理を実行し、処理済みの基板を下流側に搬出する基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、印刷機、ディスペンサ、表面実装機、リフロー装置などの各種基板処理装置を一列状に配置して製造ラインを構築し、プリント基板に、半田ペーストの印刷処理、接着剤の塗布処理、電子部品の実装処理、基板検査処理、リフロー処理の各処理を順に行うことで、実装基板を製造することが広く行われている。この種の基板処理装置においては、プリント基板を目的の作業位置に搬送、及び隣接する装置との間にて受け渡す必要があり、プリント基板搬送用の搬送装置を備えている。そして、搬送装置に光学式のセンサを付設してプリント基板の搬送状況を検出することで、搬送装置を制御している（下記特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００５−９３７６５公報
【特許文献２】特開２００５−４５１４０公報
【特許文献３】特開平６−２１１３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光学式のセンサを用いてプリント基板の検出を行うものでは、以下の問題点がある。
（ａ）プリント基板の種類は多様であり、基板の種類に応じて基板色もそれぞれ異なる。基板色が異なると、それに応じて光の吸光度が変わるので、投光側の出力調整、受光感度の調整などの設定調整作業を行う必要があり、手間がかかる。
（ｂ）透明基板の検出が不可能である。
（ｃ）透明基板以外であってもプリント基板に反りがある場合には、光の反射方向が変わってしまうので、基板の検出を高精度に行うことが出来ない。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、基板色に拘わらず、感度調整などの設定調整作業が不要であり、かつ透明基板などについても高精度に検出可能な検出装置を有する基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、基台と、前記基台上に設けられる搬送路に沿ってプリント基板を直接的、或いは板状の基板支持体を介して間接的に搬送する搬送装置と、前記プリント基板、及び前記基板支持体を搬送対象物と定義したときに、前記搬送路上にて設定された検出位置における前記搬送対象物の有無を検出する検出装置と、前記搬送装置によって前記基台上の作業位置に搬入された前記プリント基板に対して半田ペーストの印刷、接着剤の塗布、電子部品の実装、基板検査など予め決められた処理を実行する実行部と、を備えた基板処理装置であって、前記検出装置は、（１）超音波を送波する送波器と、（２）前記超音波が送波された時刻を基準として、その後の経過時間を計時する計時手段と、（３）前記送波器より送波され、前記検出位置にある前記搬送対象物に対して下方から入射した超音波の反射波を受波し、受波した反射波のレベルに応じた検出信号を出力する受波器と、（４）前記受波器から出力される検出信号のうち、前記検出位置にある前記搬送対象物にて反射した反射波が受波される特定時間帯を超過する超過時間帯の検出信号を無効化する信号処理を前記計時手段と協働して行う信号処理手段と、を備える。
【０００５】
この発明の実施態様として、以下の構成としておくことが、好ましい。
・前記検出装置は電気的振動と機械的振動を相互に変換する単一個の圧電振動子により、前記送波器と前記受波器とを兼用してなるセンサ本体を備え、前記信号処理手段は、前記送波器による送波直後の、残響が発生する一定時間帯においても、出力される検出信号を無効化する。このようにしておけば、残響の影響を排除でき、より一層高精度に、搬送対象物を検出可能となる。
【０００６】
・ある時刻Ｔ０にて送波された超音波が、送波元となる送波器から見て最も遠方にある障害物にて反射され、その反射波が前記受波器にて受波されるまでの時間を最大受波時間Ｔｍａｘと定義したときに、前記超音波を前記検出位置に向けて送波する送波動作と前記搬送対象物にて反射された反射波を受波する受波動作とからなる検出動作を、前記センサ本体に、前記最大受波時間Ｔｍａｘに対応する時間を１周期として繰り返し行わせるセンサ制御手段を備える。このようにしておけば、前回の検出動作が次回の検出動作に影響を及ぼすことがなく、より一層高精度に、搬送対象物を検出可能となる。
【０００７】
・前記信号処理手段の信号処理を経た検出信号に基づいて、前記搬送装置及びそれに付属される装置の駆動、或いは前記実行部の駆動を制御する制御手段を、備える。このような制御手段を設けることで、搬送装置、それに付属される装置、実行部を、搬送対象物の搬送状態に合わせて制御できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、搬送対象物の検出に超音波センサを用いている。超音波であれば、空気の振動を遮るような障害物は、障害物の表面色（透明／不透明も含む）が異なっても同じように反射するから表面色の別に拘わらず検出が可能であり、従来では必要であった設定調整作業を廃止できる。
【０００９】
加えて、本発明のものは、受波器から出力される検出信号のうち、特定時間帯を超過する超過時間帯の検出信号を無効化している。このようにしておけば、以下の効果を奏することが可能となる。送波器から超音波を送波したときに、搬送路の検出位置に搬送対象物がなければ、超音波は検出位置を通過しそのまま上方に抜けるが、このとき、検出位置の上方に基板処理装置を構成する他の装置（例えば、部品の実装を行うヘッドユニット、印刷用のメタルマスクなど）があると、超音波はこれら装置により反射し、その反射波が受波器に向かう。
【００１０】
その後、上記反射波は受波器にて受波されるが、それに対応して出力される検出信号は超過時間帯に含まれることとなり、全て無効化される。よって、検出位置を一旦通過し、その後、他の装置にて反射した反射波が受波されたとしても、それ起因する誤検出（本来的には、「プリント基板なし」と判定されるところ、上記反射波の受波により「プリント基板あり」と判定される誤検出）を排除することが可能となり、検出位置における搬送対象物の有無を高い検出精度にて検出することが可能となる。以上のことから、搬送対象物の搬送状況を正確に把握でき、搬送制御などを円滑に行うことが可能となる結果、基板処理装置を高稼働率にて稼動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１５によって説明する。図１は表面実装機の平面図、図２は図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は図２をＣ方向から見た図である。本表面実装機１はプリント基板（以下、単に基板）Ｐに対して電子部品Ｂを実装する装置であり、図１にて示すように、上面が平らな基台１０上に各種装置（基板Ｐを搬送する搬送コンベア２０、基板Ｐ上に電子部品Ｂを実装する実装作業装置１００）を配置してなる。
【００１２】
尚、以下の説明において、基台１０の長手方向（図１、図３の左右方向）をＸ方向と呼ぶものとし、Ｙ方向、Ｚ方向をそれぞれ図１〜３の向きに定めるものとする。また、図１において右手側を上流側（作業対象となる基板Ｐの搬入側）、左手側を下流側（作業済みの基板Ｐの搬出側）として説明を行う。
【００１３】
１．基板Ｐを搬送するコンベア及びそれに付属する装置
基台１０はＸ方向に長い長方形状をなしており、中央に搬送コンベア（以下、単にコンベアと呼ぶ）２０を配置し、また、上流側にあたる基台１０の右端に搬入コンベア１２を、下流側にあたる基台１０の左端に搬出コンベア１３を配置している。これら３つのコンベア１２、１３、２０は互いに段差なく連続しており、作業対象となる基板ＰをＸ方向（図１の右側から左側）に順々に送ることが出来る構成となっている。ここでは、図２を参照して、基台１０の中央に設置される搬送コンベア２０の構成について説明するものとする。
【００１４】
搬送コンベア２０は基台１０上にて基板Ｐの搬送路Ｌｃを形成するものであって、側壁体２１、搬送ベルト２５、及びコンベアモータ２７を主体に構成されている。側壁体２１は図２に示すようにＹ方向に向かい合う一対からなり、図３にて示すようにＸ方向に延びている。そして、各側壁体２１の内周面であって、上部寄りの位置には一対のローラ２３を掛け渡して搬送ベルト２５が取り付けられている。両側壁体２１の搬送ベルト２５は、コンベアモータ２７の作動により、Ｘ方向（図３の左右方向）に循環駆動する構成となっている。このような構成とすることで、ベルト上面の基板ＰをＸ方向に搬送できるようになっている。
【００１５】
また、図１に示す符号３０（３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒの総称）は超音波センサである。超音波センサ３０は、検出動作を行うセンサ本体３１と、センサ本体３１に付設されて同センサ本体３１を電気的に制御するセンサ制御装置（後述する）４０とから構成されている。センサ本体３１の構成は図４に示す通りであり、下部に基板部を取り付けた金属製のケーシング３５内に、電気的振動と機械的振動を相互に変換する圧電セラミック振動子（本発明の「圧電振動子」に相当）３２を収容したものである。そして、ケーシング下部の基板部から端子３４が引き出されており、この端子３４と圧電セラミック振動子３２との間がリードＱにて接続されている。
【００１６】
係る圧電セラミック振動子３２は超音波を送波する送波器としての機能と、超音波を受波する受波器の機能を兼用しており、高い周波数の電圧を印加すると圧電効果により超音波を送波し、また超音波を受波すると、そのレベルに応じた電気信号（以下、検出信号Ｓｒと呼ぶ）を出力する。尚、本実施形態では、ケーシングの上面壁３５Ａの下面に、圧電セラミック振動子３２を密着させた状態で配置しており、上面壁（以下の説明にて出射面とも呼ぶ）３５Ａが圧電セラミック振動子３２と共に振動部を構成している。尚、本実施形態では、指向性のよい、いわゆる高周波（３００ｋＨｚ〜４００ｋＨｚ）のもの使用することとしている。
【００１７】
係るセンサ本体３１は超音波の出射面３５Ａを上に向けつつ、側壁体２１の内側面にブラケット３９を介して取り付けられている。これにより、基板Ｐが超音波センサ３０の上方領域にて停止、或いは横切るときには、出射された超音波が、基板Ｐに反射してセンサ本体３１に受波されることとなり、この反射波を検出することで基板Ｐの有無を判別できる。
【００１８】
本実施形態では、図１にあるように基台右端、基台中央、基台左端の合計３箇所に、上記超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒを設置しており、基板Ｐの搬送路Ｌｃ上に設定された各検出位置Ｋ１〜Ｋ３における基板Ｐの有無を検出することとしている。尚、以下の説明において、超音波センサ３０と言うときは、これら３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒを総称しているものとする。
【００１９】
また、図１に示す符号５０は基板ストッパ、符号６０はバックアップ装置である。基板ストッパ５０は基台中央のやや左手側に配置され、シリンダ駆動などにより図３に示す下降位置と、図５に示す上昇位置に昇降操作可能なストッパピン５１を備える。
【００２０】
図３に示す下降位置では、ストッパピン５１のピン先端が搬送される基板Ｐの高さより下方に位置する結果、基板Ｐは基板ストッパ５０の上方を通過可能となる。その一方、図５に示す上昇位置では、ストッパピン５１のピン先端が、搬送される基板Ｐの高さより高くなる結果、搬送される基板Ｐがストッパピン５１に突き当たってその位置、すなわち基台中央の実装作業位置（本発明の「作業位置」に相当）にて停止される構成となっている。
【００２１】
バックアップ装置６０は基台中央の実装作業位置に取り付けられており、多数個のバックアップピン６１を起立状態に保持したバックアッププレート６５と、同バックアッププレート６５を昇降させる昇降軸７１を備えた昇降装置７０とから構成されている。
【００２２】
バックアッププレート６５は昇降装置７０の作動により、図２に示す下降位置と、図６に示す上昇位置とに変位可能となっている。
【００２３】
バックアッププレート６５を図２に示す下降位置に位置させると、コンベア上を搬送される基板Ｐの下方において、各バックアップピン６１が、基板Ｐから所定距離隔てた離間状態となる。その一方、バックアッププレート６５を図６に示す上昇位置に移動させると、バックアップピン６１が基板下面の中央を下から持ち上げてバックアップしつつ、実装作業位置にて停止した基板Ｐを側壁体２１の上部に取り付けられたガイド片２９との間に挟み付けて保持する構成となっている。
【００２４】
２．実装作業を実行する実装作業装置１００及びそれに付属する装置
基台１０上であって、上記実装作業位置の周囲４箇所には部品供給部８０が設けられ、そこには部品供給装置としてのフィーダ８５がＸ方向に整列状に設置されている。各フィーダ８５は、部品供給テープが巻回されたリール（不図示）、リールから部品供給テープを引き出す電動式の送出装置（不図示）などから構成されている。
【００２５】
部品供給テープには電子部品Ｂが一定間隔にて保持されており、送出装置を駆動させると、部品供給テープの引き出しに伴い、電子部品Ｂが一つずつ供給される。そして、供給された電子部品Ｂは、次に説明する実装作業装置１００により、実装作業位置上にてバックアップされた基板Ｐ上に実装される構成となっている。
【００２６】
また、基台１０上であって搬送コンべア２０のＹ方向の両側には、部品認識カメラ９５が一対設置されている。この部品認識カメラ９５は、吸着ヘッド１８５により吸着保持された電子部品Ｂを撮影するためのものである。
【００２７】
実装作業装置１００は電子部品Ｂを吸着保持する吸着ヘッド１８５と移動装置１３０と、から構成されている。本移動装置１３０はＸＹＺの直交する３つの駆動軸１４５、１５５、１６５を備えた直交座標ロボットであり、これら３つの駆動軸１４５、１５５、１６５を複合的に駆動させることで、吸着ヘッド１８５を基台１０上の任意位置に移動操作する。
【００２８】
具体的に説明してゆくと、図１に示すように基台１０上には一対の支持脚１４１が設置されている。両支持脚１４１は実装作業位置の両側（Ｘ方向両側）に位置しており、共にＹ方向（図１では上下方向）にまっすぐに延びている。
【００２９】
両支持脚１４１にはＹ方向に延びるガイドレール（Ｙ方向案内軸）１４２が支持脚上面に設置されると共に、これら左右のガイドレール１４２に長手方向の両端部を嵌合わさせつつヘット支持体１５１が取り付けられている。
【００３０】
また、図１において右側の支持脚１４１にはＹ方向に延びるＹ軸ボールねじ軸（Ｙ方向駆動軸）１４５が装着され、更にＹ軸ボールねじ軸１４５にはボールナット（不図示）が螺合されている。そして、Ｙ軸ボールねじ軸１４５の軸端部にはＹ軸モータ１４７が設けられている。
【００３１】
同Ｙ軸モータ１４７を通電操作すると、Ｙ軸ボールねじ軸１４５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体１５１、ひいては次述するヘッドユニット１６０がガイドレール１４２に沿ってＹ方向に水平移動する（Ｙ軸サーボ機構）。
【００３２】
図７に示すように、ヘッド支持体１５１にはＸ方向に延びるガイド部材（Ｘ方向案内軸）１５３が設置され、更に、ガイド部材１５３に対してヘッドユニット１６０が、移動自在に取り付けられている。このヘッド支持体１５１には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールねじ軸（Ｘ方向駆動軸）１５５が装着されており、更にＸ軸ボールねじ軸１５５にはボールナットが螺合されている。
【００３３】
そして、Ｘ軸ボールねじ軸１５５の軸端部にはＸ軸モータ１５７が設けられており、同Ｘ軸モータ１５７を通電操作すると、Ｘ軸ボールねじ軸１５５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット１６０がガイド部材１５３に沿ってＸ方向に移動する（Ｘ軸サーボ機構）。
【００３４】
従って、Ｘ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を複合的に制御することで、基台１０上においてヘッドユニット１６０を水平方向（ＸＹ方向）に移動操作出来る構成となっている。
【００３５】
係るヘッドユニット１６０は図８にて示すように支持ブラケット１６３を備えており、係る支持ブラケット１６３には軸を上下に向けてＺ軸ボールねじ軸（Ｚ方向駆動軸）１６５が取り付けられている。そして、Ｚ軸ボールねじ軸１６５にはボールナット１７１が螺合してあり、係るボールナット１７１に対して吸着ヘッド１８５が装着されている。尚、このボールナット１７１は不図示のガイド手段によりヘッドユニット１６０に回り止めされている。
【００３６】
そして、Ｚ軸モータ１６７を通電操作すると、Ｚ軸ボールねじ軸１６５に沿ってボールナット１７１が上下する結果、ボールナット１７１に固定された吸着ヘッド１８５を、ヘッドユニット１６０に対して昇降操作出来る構成となっている。
【００３７】
また、吸着ヘッド１８５の先端には吸着ノズル１８６が設けられている。吸着ノズル１８６は図外の負圧手段から負圧が供給されるように構成されており、ヘッド先端に吸引力を生じさせるようになっている。
【００３８】
以上のことから、ヘッドユニット１６０を部品供給部８０と基台中央の実装作業位置との間を往復移動させつつ、吸着ヘッド１８５を適宜昇降操作することにより、部品供給部８０から電子部品Ｂを取り出すことが出来、かつ取り出した電子部品Ｂを実装作業位置にてバックアップされた基板Ｐ上に実装できる。
【００３９】
尚、本実施形態のものは、上記吸着ヘッド１８５がヘッドユニット１６０にＸ方向に列をなして複数本設けられており、部品供給部８０から複数個の電子部品Ｂを同時に取り出すことが出来る構成となっている。また、各吸着ヘッド１８５はヘッドユニット１６０に付設されるＲ軸モータ（不図示）の駆動により、各吸着ヘッド１８５ごとに軸周りの回転動作が可能な構成となっている。
【００４０】
３．装置の電気的構成
表面実装機（超音波センサ３０を除く）１は、装置全体がコントローラ２００により制御されている。コントローラ２００は図９にて示すように、ＣＰＵ等により構成される演算処理部２１１、記憶装置２１２、モータ制御部２１３、画像処理部２１４、及び入出力部２１５を備えてなる。
【００４１】
記憶装置２１２には実装作業を行う実装作業装置１００を制御するための実装プログラム及び、搬入コンベア１２、搬送コンベア２０、搬出コンベア１３を制御するための各種データが格納されると共に、演算処理部２１１が各種演算を行う際の各情報を一時記憶させておくための作業領域が割り当てられている。
【００４２】
モータ制御部２１３は演算処理部２１１の指令の下、各モータを通電制御するものであり、実装作業装置１００を構成するＸ軸モータ１５７、Ｙ軸モータ１４７、Ｚ軸モータ１６７、及び各コンベア１２、２０、１３を駆動させる各コンベアモータ２７が電気的に連なっている。
【００４３】
また、入出力部２１５には超音波センサ３０のセンサ制御装置４０が電気的に連なっている。センサ制御装置４０の電気的構成は図９にて示す通りであり、センサ制御部４１、送信回路部４３、受信回路部４５、メモリ４６、カウンタ４７、周期設定部４８、入出力部４９などを備えてなる。
【００４４】
各部の機能について説明すると、送信回路部４３はセンサ制御部４１の指令の下、圧電セラミック振動子３２に高周波の電圧を印加して、圧電セラミック振動子３２から超音波を送波させるものである。また、受信回路部４５はセンサ制御部４１の指令の下、超音波の受信動作を行うものであり、圧電セラミック振動子３２から出力される電気信号（検出信号Ｓｒ）を増幅、Ａ／Ｄ変換等して出力する。
【００４５】
センサ制御部４１は上記送信回路部４３と、受信回路部４５とを交互に切り替え制御しつつ、センサ本体３１に超音波を送波する送波動作と超音波を受波する受波動作を選択的に行わせるものである。
【００４６】
そして、センサ制御部４１は上記した送信／受信回路４３、４５の切り替え制御に加えて、受信回路部４５を通じて取り込まれる検出信号Ｓｒの信号処理を行う構成としてあり、信号処理を経た検出信号Ｓｒに基づいて基板Ｐの有無を検出し、その結果を入出力部４９を通じて表面実装機１に通知（出力信号の出力）する構成となっている。
【００４７】
また、メモリ４６には、センサ制御部４１がセンサ本体３１を制御するのに必要な情報、及び検出信号Ｓｒの信号処理を行うのに必要な情報（受波時間Ｔｍａｓｋ１、受波時間Ｔｍａｓｋ２、受波時間Ｔｍａｘなどの時刻に関する情報）が予め記憶されている。また、カウンタ４７は後述する検出シーケンスを実行する過程で経過時間Ｔを計時する機能を担うものであり、また、周期設定部４８は検出動作の検出周期ＴＳを設定する機能を担うものである。
【００４８】
尚、図９には３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒを代表させて、超音波センサ３０を１つだけ示してあるが、これら３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒはそれぞれセンサ制御装置４０をそれぞれ備えており、各センサ３０Ｆ〜３０Ｃの各制御装置４０が、コントローラ２００の入出力部２１５に対して電気的に連なっている。
【００４９】
４．超音波センサ３０による基板Ｐの具体的な検出動作
（ａ）検出原理とマスク処理
本実施形態では、センサ本体３１から超音波を送波して、その反射波が受波されるか否かに基づいて基板Ｐの有無を判別しており、図１０には、反射波を受波して得られた検出信号Ｓｒの波形を示してある。
【００５０】
この例では、図１０中の時刻Ｔ０から時間ｔ１内の期間において、超音波が図１１に示すように基板Ｐに向けて送波され、図１０中の時刻Ｔｓａｍに、その反射波が受波されている。超音波を送波してから、その反射波を受波するまでの受波時間Ｔは下記の（１）式にて求めることが出来、センサ出射面３５Ａから障害物までの距離Ｌに比例する。
Ｔ＝２×Ｌ／Ｖ・・・・・・・・・・・・・・・（１）式
尚、Ｖは音速であり、約３４３ｍ／Ｓである。
【００５１】
そして、センサ本体３１から基板Ｐまでの距離は基本的には一定であるから、基板Ｐにて反射された反射波は、送波後の特定時間帯に、常に観測されることとなる。その一方、図１１にも示すように、超音波センサ３０の検出領域内には、検出対象の基板Ｐの他にも、ヘッドユニット１６０など超音波の進行を妨げる障害物がある。
【００５２】
従って、例えば、基板Ｐが超音波センサの検出領域外を搬送中であっても、超音波が、これらの障害物（ヘッドユニット１６０）にて反射して、受波されることがある。この点を鑑み、本実施形態では、以下のマスク処理を行って、基板Ｐ以外の障害物にて反射した反射波に対応する検出信号Ｓｒを、基板Ｐの有無の判別処理から除外するようにしている。
【００５３】
本マスク処理は、図１１に示す有効範囲Ｕｃ（距離Ｌ１〜距離Ｌ２の範囲）内の障害物にて反射した反射波に対応する検出信号Ｓｒのみを有効化するものである。このようなマスク処理を実現させるには、図１２に示すように送波後の特定時間帯、すなわち距離Ｌ１上の障害物に対応する受波時間Ｔｍａｓｋ１から距離Ｌ２上の障害物に対応する受波時間Ｔｍａｓｋ２までの時間帯に観測される検出信号Ｓｒのみを有効化してやればよく、本実施形態では、後に説明する検出シーケンスを実行することで、係るマスク処理を実現させている。
Ｔｍａｓｋ１＝２×Ｌ１／Ｖ・・・・・・・・・（２）式
Ｔｍａｓｋ２＝２×Ｌ２／Ｖ・・・・・・・・・（３）式
【００５４】
ここで、有効範囲Ｕｃの上限位置Ｌ２については、バックアップした際の、基板Ｐの上面高さ位置Ｌｐ２より少なくとも数ミリ程度、高い位置に設定しておくことが好ましい。このような設定としておけば、バックアップした基板Ｐの有無についても、超音波センサ３０Ｃにより、ほぼ確実に検出することが可能となる。
【００５５】
尚、本マスク処理にて、センサ本体３１からの距離が「Ｌ２以上」となる遠距離の範囲Ｕｆに加えて「距離がＬ１未満」となる近距離の範囲Ｕｎを有効範囲から除外（図１１参照）しているが、これは、いわゆる残響の影響を排除するためである。ここで言う、残響とは圧電セラミック振動子３２の、送波動作後の残留振動であって、図１０、図１２の例では、送波動作直後のｔ２の時間帯に残響が生じている。
【００５６】
また、本実施形態では図１１に示すように、有効範囲Ｕｃの下限位置（距離Ｌ１）については、残響に重ならない範囲内において極力、センサ３０の近距離に設定してある。具体的には、バックアッププレート６５の上面の高さ位置Ｌｐ１より数ミリ程度上側の位置としてある。
【００５７】
このような構成としておくことで、両面実装タイプの基板Ｐで、裏面に大型電子部品Ｂ１が既に実装（上流側の表面実装機などにて実装）されているケースであっても、電子部品Ｂ１にて反射した反射波が有効範囲Ｕｃ内に入ることとなり、裏面に部品実装済み基板Ｐについても、検出が可能となる。
【００５８】
（ｂ）検出周期の設定
また、本実施形態では、上記した超音波センサ３０による検出動作（送波動作、受波動作）を繰り返し行って、基板Ｐの有無を検出している（図１３）。ここで、基板Ｐの有無を早期に検出するには、検出動作のサイクルを、短いサイクルに設定してやればよいが、サイクル（すなわち、検出周期ＴＳ）を短くし過ぎると、その一方で、検出動作同士で相互干渉が起きる恐れがある。
【００５９】
ここで言う、相互干渉というのは、前回の検出動作により送波した超音波の反射波が、次の検出動作中に観測されてしまうことである。このような干渉は、例えば、超音波が、基板Ｐの搬送高さＨｐより遠くの障害物にて反射すると、その反射波は基板Ｐで反射した場合のそれに比べてセンサ３０に遅れて到達するから、この遅れが原因となって発生する。
【００６０】
この点を鑑み、本実施形態のものは、超音波センサ３０から超音波が送波されてから、それが最も遠方にある障害物（例えば、表面実装機の天井Ｆなど）にて反射され、その反射波が受波されるまでの受波時間Ｔｍａｘを検出周期ＴＳに設定している（図１１参照）。
Ｔｍａｘ＝２×Ｌ３／Ｖ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
【００６１】
このような構成としておけば、送波された超音波は、その回の検出動作にて必ず受波されるから、検出動作を繰り返し行ったとしても、各検出動作間での相互干渉が生じ得ず、基板Ｐの有無を正確に判別することが可能となる。尚、この受波時間Ｔｍａｘが本発明の「最大受波時間」に相当している。
【００６２】
（ｃ）検出シーケンス
表面実装機１の電源が投入されると、超音波センサ３０側に通信ラインＤＬを通じて基板Ｐの検出動作を開始する指令が与えられる。
【００６３】
そして、指令が与えられると、超音波センサ３０のセンサ制御部４１により、図１４、図１５にて示す検出シーケンスが実行される。順に説明してゆくと、まず、Ｓ１０にて、メモリ４６の記憶状態（後述する判定結果に関する記憶）及び、カウンタ４７のカウント値をリセットする処理が行われる。
【００６４】
その後、ステップ２０で、センサ制御部４１の制御下のもと、カウンタ４７がカウント動作を開始し、検出動作の開始時刻Ｔ０からの経過時間Ｔを計時し始める。
【００６５】
その後、ステップ３０では、センサ制御部４１の制御下のもと、送信回路部４３がドライブされ、圧電セラミック振動子３２に高周波の電圧が印加される。これにより、センサ本体３１から超音波が送波される。係る超音波の送波は図１２にて示すように、カウンタ４７が時刻を計時し始めた開始時刻Ｔ０の直後から、時間ｔの間継続される（送波動作）。
【００６６】
その後、送波動作が完了すると、次に、センサ制御部４１の指令の下、受信回路部４５が起動状態となり、受波動作が開始される。そして、係る受波動作と同時に、センサ制御部４１は受信回路部４５を通じて取り込まれる検出信号Ｓｒの信号処理（すなわち、マスク処理）を行う。
【００６７】
具体的に説明すると、まずＳ４０にて、カウンタ４７により計時される経過時間Ｔをメモリ４６に記憶された情報「受波時間Ｔｍａｓｋ１」、「受波時間Ｔｍａｓｋ２」と大小比較して、経過時間Ｔが「受波時間Ｔｍａｓｋ１」から「受波時間Ｔｍａｓｋ２」までの範囲内にあるか、否かについて判定（Ｔｍａｓｋ１＜Ｔ＜Ｔｍａｓｋ２）する処理がセンサ制御部４１により行われる。ここでは、経過時刻Ｔは「受波時間Ｔｍａｓｋ１」に達していないので、Ｎ０判定される。
【００６８】
次に行われるステップ６０では、カウンタ４７により計時される経過時間Ｔをメモリ４６に記憶された情報「受波時間Ｔｍａｘ」と大小比較する処理がセンサ制御部４１により行われ、そこでも、ＮＯ判定される。その結果、処理は再び、ステップ４０に戻る。
【００６９】
このように、経過時間Ｔが「Ｔｍａｓｋ１」に達するまでの間は、図１４にて示すループ１（ステップ４０、ステップ６０の処理）内にて処理を繰り返す状態となり、それ以外の処理は行われない。このようにしておくことで、図１２に示す無効時間帯（本発明の「残響が発生する一定時間帯」に相当）Ａについては、仮に、検出信号Ｓｒが観測されていたとしても、それは次に説明する信号確認処理に反映されず、無効化される。
【００７０】
やがて、経過時刻Ｔが「Ｔｍａｓｋ１」に達すると、その後、ステップ４０の処理を実行したときにＹｅｓ判定される結果、ループ１を抜ける。すると、今度は、ステップ５０の信号確認処理を含むループ２の処理が、センサ制御部４１により繰り返し実行されることとなる。このループ２の処理は、経過時刻Ｔが「Ｔｍａｓｋ２」に達するまで続けられる。
【００７１】
信号確認処理の内容は、図１５に示す通りであり、検出信号Ｓｒの有無についての判定処理（Ｓ５１）、及び判定結果を記憶する処理（Ｓ５５）などから構成されている。これにより、特定時間帯にて、検出信号Ｓｒが観測されれば、センサ制御部４１は、「検出信号Ｓｒあり」の情報をメモリ４６に記憶させ、観測されなければ、「検出信号Ｓｒなし」の情報をメモリ４６に記憶させる。
【００７２】
その後、経過時間Ｔが、「Ｔｍａｓｋ２」を過ぎると、次にＳ４０の判定処理を行ったときに、ＮＯ判定される結果（Ｓ６０についてもＮＯ判定）、再び、ループ１内にて処理を繰り返す状態となり、それ以外の処理は行われない。このようにしておくことで、図１２に示す無効時間帯（本発明の「超過時間帯」に相当）Ｂについては、仮に、検出信号Ｓｒが観測されていたとしても、上記信号確認処理に反映されず、無効化される。
【００７３】
やがて、経過時間Ｔが「Ｔｍａｘ」に達すると、Ｓ６０の判定処理にてＹｅｓ判定され、その後、ステップ７０にて、表面実装機１のコントローラ２００に検出結果を出力する処理がセンサ制御部４１により行われる。具体的には、メモリ４６にアクセスして判定結果が読み出され、「検出信号Ｓｒあり」の情報が記憶されていれば、出力信号としてＯＮ信号を、表面実装機１側に一定時間出力し、検出信号Ｓｒなしの情報が記憶されていれば、出力信号としてＯＦＦ信号が一定時間出力される。かくして、１回の検出動作が完了する。
【００７４】
あとは、再び、Ｓ１０に戻り、次の検出動作が上記した要領に従って周期ＴＳ（すなわち、Ｔｍａｘ）にて繰り返し実行され、その都度、Ｓ７０の処理にてセンサ制御部４１が検出結果を表面実装機１に出力する。尚、このような検出動作は、表面実装機１に搭載される全３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒについてそれぞれ独立して行われ、これら各超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒから表面実装機１のコントローラ２００に対して、検出結果（ＯＮ／ＯＦＦの出力信号）がそれぞれ出力される。
【００７５】
一方、表面実装機１側では、入出力部２１５を通じて各超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒから出力される出力信号を取り込み、表面実装機１を構成する各装置を適宜制御する。例えば、作業対象となる基板Ｐを搬入コンベア１２を介して基台１０上に搬入するときに、図１にて示す基台右端に設置された超音波センサ３０Ｆにより基板Ｐの搬入が確認（具体的には、出力信号がＯＦＦ信号→ＯＮ信号に切り替る）されると、その後、コントローラ２００の制御下のもと、基台１０上にて停止状態にある搬送コンベア２０が駆動開始される。これにより、搬入コンベア１２を介して搬入された基板Ｐは基台中央に送られる。
【００７６】
そして、超音波センサ３０Ｃの出力信号がＯＦＦ信号→ＯＮ信号に切り替わる（基板なしの判定状態から基板有りの判定状態に切り替わる）と、その後、コントローラ２００の制御下のもと、搬送コンベア２０を減速させる処理が行われる。
【００７７】
これにより、基板Ｐは減速されつつ、基台中央の実装作業位置に向かう。そして、基板先端が上昇位置にあるストッパピン５１に突き当たり、作業対象となる基板Ｐは実装作業位置にて停止する。その後、基台中央の超音波センサ３０Ｃの出力信号がＯＮ信号となっていることを条件に、コントローラ２００の制御下のもとバックアップ装置６０が作動して、基板Ｐがバックアップされ、次いでバックアップされた基板Ｐに対する電子部品Ｂの実装作業が、コントローラ２００の制御下のもと実装作業装置１００により行われることとなる。
【００７８】
また、実装作業が完了すると、次いで、上昇位置にあるストッパピン５１が下降位置に変位操作され、その後、搬送コンベア２０が駆動される。これにより、部品実装済みの基板Ｐが実装作業位置から搬出されてゆく。このとき、基台中央の超音波センサ３０Ｃの出力信号がＯＮ信号からＯＦＦ信号に切り替わると、コントローラ２００の制御下のもと、再び、ストッパピン５１が下降位置から上昇位置に変位操作（次に実装作業を行う新規基板Ｐを実装作業位置にて停止させるための準備動作）される。
【００７９】
そして、基台左端の超音波センサ３０ＲからＯＮ信号が出力されることをもって、部品実装済みの基板Ｐが基台１０の左端まで送られたことを確認出来、その後、コントローラ２００の制御下のもと、停止状態にある搬出コンベア１３が駆動開始される。これにより、部品実装済みの基板Ｐは、搬出コンベア１３を介して隣接する他の装置（例えば、リフロー装置など）に搬出される。
【００８０】
５．本実施形態の効果
本実施形態によれば、基板Ｐの検出に超音波センサ３０を用いている。超音波であれば、空気の振動を遮るような障害物は、障害物の表面色（透明／不透明も含む）が異なっても同じように反射するから表面色の別に拘わらず検出が可能であり、基板Ｐの色に応じた設定調整作業を廃止できる。
【００８１】
加えて、本実施形態のものは、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒのみ有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒは全て無効化している。このようにしておけば、上部を通過、停止するヘッドユニット１６０などの障害物の影響を受けず、各検出位置Ｋ１〜Ｋ３における基板Ｐの有無を正確に把握でき、基板Ｐの搬送制御、基板Ｐに対する部品実装制御を円滑に行うことが可能となる結果、表面実装機１を高稼働率にて稼動できる。
【００８２】
また、本実施形態では、超音波センサ３０の検出周期ＴＳを設定する周期設定部４８を設けており、周期設定部４８に対する操作により、検出周期ＴＳの設定を設定変更できる。このようにしておけば、超音波センサ３０から見て最も遠方にある障害物までの距離Ｌ３が変われば、それに応じて検出周期を再設定できるので、この点も効果的である。
【００８３】
尚、この実施形態では、センサ制御部４１が実行するＳ４０〜Ｓ６０の処理により、本発明の「信号処理手段」の果たす処理機能を実現させている。
【００８４】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を説明する。
上記実施形態では、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒを有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒを全て無効化する処理を、超音波センサ３０側にて行い、表面実装機１側には出力信号のＯＮ／ＯＦＦだけを出力する構成とした。これに対して実施形態２のものは、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒを有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒを全て無効化する処理を、表面実装機１の演算処理部２１１にて実行するようにしている。
【００８５】
尚、上記処理を演算処理部２１１にて実行するには、例えば、コントローラ２００の記憶装置２１２に受波時間Ｔｍａｓｋ１、受波時間Ｔｍａｓｋ２、受波時間Ｔｍａｘの情報を予め記憶させておくと共に、超音波センサ３０側から表面実装機１に対して、検出信号Ｓｒと共に同検出信号Ｓｒが観測された時刻に関する情報を送信してやればよい。これを行うことで、図１４中のＳ４０〜Ｓ７０の処理を、表面実装機１側で実行することが可能となり、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒを有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒを全て無効化する処理を、表面実装機１側にて実行可能となる。
【００８６】
＜実施形態３＞
実施形態１、２では、本発明の基板処理装置の一例として、基板Ｐに電子部品Ｂを実装する表面実装機１を例示したが、実施形態３では基板処理装置の一例として、基板Ｐに半田ペーストを印刷する印刷機３００を例示するものである。以下、印刷機３００の構成を図１６〜図２１を参照しつつ簡単に説明する。尚、以下の説明において、基板搬送方向（図１６における左右方向）をＸ方向と呼ぶものとする。また、Ｙ方向、Ｚ方向をそれぞれ図１６、図１７の向きに定める。
【００８７】
印刷機３００は、上面がフラットな基台３１０を備える。基台１０の外周部にはフレーム３１０Ａが設けられると共に、基台３１０上にはフレーム３１０Ａの内側に位置して印刷作業装置３２０が取り付けられている。
【００８８】
印刷作業装置３２０は支持部材３２１、スキージヘッド支持フレーム３４０、Ｙ軸移動装置３２７、スキージヘッド３３１、スキージ３３５などから構成されている。順に説明してゆくと、図１７に示すように、支持部材３２１はＸ方向の両側に一対設置されると共に、基台３１０上においてＹ方向に延びておりＹ方向の前後両端部を支柱３１５によって支えられている。
【００８９】
両支持部材３２１の上面壁にはＹ方向に延びるレール３２３が設置されている。これら左右の支持部材３２１上には、レール３２３に端部下面の受け部３４３を嵌合させつつ、スキージヘッド支持フレーム３４０が横向きに設置されている。そして、図１７において左方側の支持部材３２１上には、モータ３２５と同モータ３２５を駆動源とするＹ軸移動装置（ボールねじ３２８とボールナットからなる）３２７が設置されている。
【００９０】
これにより、モータ３２５を通電操作するとＹ軸移動装置３２７が作動して、スキージヘッド支持フレーム３４０をレール３２３に沿ってＹ方向に進退させるようになっている。
【００９１】
尚、図１７では省略してあるが、上記スキージヘッド支持フレーム３４０のＸ方向の中央には、スキージヘッド３３１に支持されつつスキージ３３５が取り付けられている（図１６参照）。スキージ３３５はＸ方向に水平に延びる横長な形状をなし、昇降可能とされている。
【００９２】
そして、スキージ３３５の下方にはマスク保持装置３５０を介してマスクＭが取り付けられるようになっている。マスクＭは、金属製の角パイプを枠状に形成したマスク枠Ｍ１の底面側に、テンショナーＭ２を介して、薄板に印刷用の開口（図略）を形成したステンシルＭ３を取り付けたものである。
【００９３】
次に、基板支持ユニット４００の説明を行う。基板支持ユニット４００はテーブル４１０、テーブル４２０、テーブル４３０、テーブル４４０、テーブル４５０を下から順に積み上げた構成とされる（図１６参照）。
【００９４】
図１９に示すように、４段目のテーブル４４０上には、最上段の５段目のテーブル４５０を間に挟むようにしてＹ方向の両側に搬送ベルト４７１が設置されている。両搬送ベルト４７１は共にＸ方向に水平に延びており、支持部４８０Ａ、４８０Ｂによって支持されている。係る基板搬送ベルト４７１はＸ方向に循環駆動可能とされ、印刷対象の基板ＰをＸ方向に搬送する基板搬送コンベア４７０を構成している。
【００９５】
また、両支持部４８０Ａ、４８０Ｂ上には、基板クランプ片４８０Ｃ、４８０Ｄがそれぞれ設置されている。図１９において上側に位置する装置奥側の基板クランプ片４８０Ｄは支持部４８０Ｂに対してＹ方向にスライド可能とされており、テーブル４５０上に運ばれてきた基板Ｐを相手側の基板クランプ片４８０Ｃと共にＹ方向の両側から挟んで保持する機能（図２１の（ａ）、（ｂ）参照）を担っている。
【００９６】
そして、４段目のテーブル４４０上には、３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒが、テーブル右端寄りの位置と、テーブル中央寄りの位置と、テーブル左端の位置にそれぞれ取り付けられており、基板搬送コンベア４７０上を運ばれる基板Ｐの有無を検出する構成となっている。尚、これら３つの超音波センサ３０Ｆ、３０Ｃ、３０Ｒは、実施形態１にておいて表面実装機１に搭載したものと同じものであり、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒのみ有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒは全て無効化することで、基板Ｐの有無を正確に把握できるものとなっている。
【００９７】
図１９に戻って説明を続けると、最上段にあたる５段目のテーブル４５０上には、ピン保持孔（不図示）を行列状に配置したバックアッププレート４９０が設置されている。このバックアッププレート４９０上には、ピン保持孔にピン端部を挿通させつつ、バックアップピン４９５が複数本起立保持されている。
【００９８】
さて、基板支持ユニット４００を構成する５つのテーブル４１０〜４５０はいずれも可動テーブルとなっている。順に説明してゆくと、基台３１０上にはＹ方向に延びるＹレール３１１が４本設置されている（図１７では省略してある）。そして、これらＹレール３１１上に、テーブル下面に設けられたレール受け部４１３を嵌合させつつ、初段のテーブル４１０が乗っている。これにより、図外のＹ軸サーボ機構を作動させると、初段のテーブル４１０を含む基板支持ユニット４００の全体をＹレール４１１に沿ってＹ方向に移動できる。
【００９９】
初段のテーブル４１０はＸ方向に延びる横長な形状とされ、テーブル上面にはＸ方向に延びるＸレール４１５が２本設置されている。そして、これらＸレール４１５上に、テーブル下面に設けられたレール受け部４２３を嵌合させつつ、２段目のテーブル４２０が乗っている。
【０１００】
これにより、図外のＸ軸サーボ機構を作動させると、２段目のテーブル４２０をレールに沿ってＸ方向に移動できる。以上のことから、初段のテーブル４１０と２段目のテーブル４２０を複合的に動作させることで、基板支持ユニット４００を基台３１０上における任意の位置に水平移動させることが出来る。
【０１０１】
２段目のテーブル４２０上には回転機構４２５が設けられている。回転機構４２５は回転用サーボ機構（図略）の動力を得て駆動し、３段目のテーブル４３０を回転させる。また、３段目のテーブル４３０と４段目のテーブル４４０の間、４段目のテーブル４４０と５段目のテーブル４５０の間にそれぞれ昇降装置（不図示）が設けられており、４段目のテーブル４４０、５段目のテーブル４５０がそれぞれ独立して昇降できるようになっている。
【０１０２】
そして、当実施形態のものは、４段目のテーブル４４０、５段目のテーブル４５０をいずれも下降した状態（以下、基板搬送姿勢と呼ぶ）にセットしておくと、バックアップピン４９５が基板搬送コンベア４７０の下方に位置すると共に、基板搬送コンベア４７０のレール高さが、当印刷機３００に隣接する他の装置（検査装置や、実装機など）に設けられるレールと同じ高さとなる。
【０１０３】
従って、基板搬送姿勢にある基板支持ユニット４００を水平移動させつつ、基台３１０の端に移動させると、図１９にて示すように、基板搬送コンベア４７０を隣接する装置に設けられるコンベア７００に段差なく連続させることができ、同コンベアを通じて印刷対象の基板Ｐを、隣接する他の装置との間で受け渡すことが出来る。
【０１０４】
尚、本実施形態のものは、既に説明を行ったように、４段目のテーブル４４０のＸ方向両側に超音波センサ３０Ｆ、３０Ｒを配置しており、これら超音波センサ３０Ｆ、３０Ｒの出力信号を基に、基板Ｐの受け渡しが確実になされたか否かを、演算制御部５１１（図２０参照）にて確認できる構成となっている。
【０１０５】
印刷機３００の電気的構成は図２０に示す通りであり、演算制御部５１１、記憶装置５１２、入出部５１５などを備え、演算制御部５１１に対して基板支持ユニット４００、実装作業装置３２０、より具体的にはこれら各装置４００、３２０を駆動させるアクチュエータ（モータなど）が電気的に連なっており、演算制御部５１１の制御下のもと、各装置４００、３２０が制御される構成となっている。
【０１０６】
次に、図２１を参照して、基板受け渡し後に実施される当印刷機３００による印刷動作を簡単に説明する。印刷対象の基板Ｐは上流側の装置より搬入された後、ベルト駆動によって基板搬送コンベア４７０上をＸ方向左側へと運ばれ、基板ユニット中央の基板停止位置に停止される（図２１の（ａ））。
【０１０７】
その後、基台中央の超音波センサ３０Ｃの出力信号がＯＮ信号となっていることを条件に、演算制御部５１１の制御下のもと、５段目のテーブル４４０を昇降させる処理が行われ、下降状態にあったテーブル４５０、ひいてはバックアップピン４９５が持ち上げられてゆく。
【０１０８】
そして、上昇動作の過程でバックアップピン４９５の上端が、基板停止位置にある基板Ｐの下面に当接し、印刷対象の基板Ｐを持ち上げる。これにより、印刷対象の基板Ｐは、基板搬送コンベア４７０から浮いた状態となり、基板搬送コンベア４７０から切り離される。
【０１０９】
そして、テーブル４５０の昇降量が所定量に達し、印刷対象の基板Ｐが図２１の（ｂ）に示すように、基板クランプ片４８０Ｃ、４８０Ｄの上面と面一となる高さまで持ち上げられると、テーブル４５０はその高さで停止される。
【０１１０】
テーブル４５０の上昇動作が停止されると、今度は不図示のシリンダ装置が駆動し、基板クランプ片４８０Ｄが、相手側の基板クランプ片４８０Ｃとの対向距離を狭めるようにＹ方向（図２１では右側）に移動する。これにより、バックアップピン４９５により下面を支持された印刷対象の基板Ｐは、両基板クランプ片４８０Ｃ、４８０ＤによってＹ方向の両側から挟み込まれて保持される（図２１の（ｂ）参照）。
【０１１１】
かくして、印刷対象の基板Ｐが保持されると、基板支持ユニット４００は基台３１０上を水平移動してマスクＭの下方に移動し、印刷対象の基板Ｐをステンシル下方の印刷作業位置（本発明の「作業位置」に相当）にセットさせる（図２１の（ｃ））。次いで、４段目のテーブル４４０を昇降させる処理が行われ、下降状態にあったテーブル４４０を上昇させる。
【０１１２】
これにより、保持状態にある印刷対象の基板ＰはステンシルＭ３に接近してゆく。そして、テーブル４４０の昇降量が所定量に達すると、テーブル４４０の上昇動作は停止され、このときには、印刷対象の基板Ｐが図２１の（ｄ）に示すようにステンシルＭ３の下面に重装された状態となる。
【０１１３】
あとは、スキージ４３５を下降させてステンシルＭ３の上面に当接させつつ、半田供給装置によってステンシルＭ３上にペースト状の半田を供給する。そして、スキージ４３５をＹ方向に往復移動させ、ペースト状の半田を引き延ばしてやれば、ステンシルＭ３の印刷用開口に半田が埋め込まれ、印刷対象の基板Ｐ上の所望位置に半田を印刷することが出来る。
【０１１４】
そして、半田の印刷が完了したら、上記した動作を逆に辿ることで、基板支持ユニット４００を基台中央まで移動させることが出来、また、基板支持ユニット４００を基板搬送姿勢（すなわち、図１６に示すように４段目のテーブル４４０、５段目のテーブル４５０をいずれも下降させた状態）に戻すことが出来る。
【０１１５】
従って、あとは、基板搬送姿勢にある基板支持ユニット４００を下流側の装置側、すなわち図１における左端側に移動させつつ基板搬送コンベア４７０の一部を装置外に突出させると、突出した基板搬送コンベア４７０が下流側の装置のコンベア７００に段差なく連続する。これにより、同コンベア７００を通じて印刷済みの基板Ｐを、下流側の装置に搬出できる。
【０１１６】
この実施形態も、実施形態１と同様に、基板Ｐの検出に超音波センサ３０を用いている。超音波であれば、空気の振動を遮るような障害物であれば、障害物の表面色（透明／不透明も含む）が異なっても同じように反射するから表面色の別に拘わらず検出が可能であり、従来では必要であった設定調整作業を廃止できる。
【０１１７】
加えて、本実施形態のものは、特定時間帯に観測される検出信号Ｓｒのみ有効化し、それ以外の時間帯に観測される検出信号Ｓｒは全て無効化している。このようにしておけば、搬送対象物たる基板Ｐの有無を正確に把握でき、基板Ｐの搬送制御、基板Ｐに対する印刷制御を円滑に行うことが可能となる結果、印刷機３００の高稼働率にて稼動できる。
【０１１８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１１９】
（１）実施形態１〜３ではいずれも、送波器と受波器とを兼用させたタイプの超音波センサ３０を例示したが、送波器と受波器を別べつにしてもよい。
【０１２０】
（２）実施形態１では、超音波センサ３０を搭載した基板処理装置の一例として「表面実装機１」を、実施形態３では「印刷機３００」を例示したが、超音波センサ３０を基板検査装置に使用することも可能である。ここで言う、基板検査装置とは、印刷処理後、部品実装後において、処理が正しく行われた否かを、基板画像に基づいて検査するものであり、その具体的構成は、例えば、図１にて示す表面実装機１のヘッドユニット１６０に、吸着ヘッド１８５に替えて、検査用のカメラ（図略）を搭載してやればよい。
【０１２１】
（３）実施形態１では、超音波センサ３０を搭載した基板処理装置の一例として「表面実装機１」を、実施形態３では「印刷機３００」を例示したが、超音波センサ３０を塗布装置に使用することも可能である。ここで言う、塗布装置とは印刷処理後、部品実装前において、基板Ｐ上に接着剤を塗布するものであり、その具体的構成は、例えば、図１にて示す表面実装機１のヘッドユニット１６０に、吸着ヘッド１８５に替えて、接着剤を塗布する塗布ヘッド（図略）を搭載してやればよい。
【０１２２】
（４）実施形態１では、超音波センサ３０の検出対象として基板Ｐを例示したが、例えば、図２２にて示すように、基板Ｐを基板台（本発明の「板状の基板支持体」の一例）６００に載せて運ぶ場合であれば、基板台６００を検出することも無論可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】実施形態１に適用された表面実装機の平面図
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図
【図３】図２をＣ方向から見た図（ストッパピンの下降位置を示す）
【図４】センサ本体の内部構造を示す図
【図５】図２をＣ方向から見た図（ストッパピンの上昇位置を示す）
【図６】基板をバックアップした状態を示す図
【図７】ヘッドユニットの支持構造を示す図
【図８】吸着ヘッドの支持構造を示す図
【図９】表面実装機の電気的構成を示すブロック図
【図１０】検出動作により観測される検出信号の信号波形を示す図
【図１１】マスク処理を説明する図（センサからの距離と、有効範囲との関係を示す）
【図１２】マスク処理を説明する図（無効とされる時間帯と、有効とされる時間帯の関係を示す）
【図１３】超音波センサの検出周期を示す図
【図１４】検出シーケンスの手順を示すフローチャート図
【図１５】信号確認処理の手順を示すフローチャート図
【図１６】実施形態３に適用された印刷機の正面図
【図１７】印刷装置本体の構成を示す斜視図
【図１８】マスクの取り付け構造を示す図（押圧保持前）
【図１９】基板支持ユニットの平面図
【図２０】印刷機の電気的構成を示すブロック図
【図２１】印刷動作を示す図
【図２２】他の実施形態を示す図
【符号の説明】
【０１２４】
１…表面実装機（本発明の「基板処理装置」の一例）
１０…基台
２０…搬送コンベア（本発明の「搬送装置」の一例）
３０…超音波センサ（本発明の「検出装置」に相当）
３１…センサ本体
３２…圧電セラミック振動子（本発明の「圧電振動子」に相当）
４０…センサ制御装置
４１…センサ制御部（本発明の「信号処理手段」、「センサ制御手段」に相当）
４７…カウンタ（本発明の「計時手段」に相当）
１００…実装作業装置（本発明の「実行部」の一例）
２００…コントローラ（本発明の「制御手段」相当）
３００…印刷機（本発明の「基板処理装置」の一例）
３２０…印刷作業装置（本発明の「実行部」の一例）
４７０…基板搬送コンベア（本発明の「搬送装置」の一例）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台上に設けられる搬送路に沿ってプリント基板を直接的、或いは板状の基板支持体を介して間接的に搬送する搬送装置と、
前記プリント基板、及び前記基板支持体を搬送対象物と定義したときに、前記搬送路上にて設定された検出位置における前記搬送対象物の有無を検出する検出装置と、
前記搬送装置によって前記基台上の作業位置に搬入された前記プリント基板に対して半田ペーストの印刷、接着剤の塗布、電子部品の実装、基板検査など予め決められた処理を実行する実行部と、を備えた基板処理装置であって、
前記検出装置は、
（１）超音波を送波する送波器と、
（２）前記超音波が送波された時刻を基準として、その後の経過時間を計時する計時手段と、
（３）前記送波器より送波され、前記検出位置にある前記搬送対象物に対して下方から入射した超音波の反射波を受波し、受波した反射波のレベルに応じた検出信号を出力する受波器と、
（４）前記受波器から出力される検出信号のうち、前記検出位置にある前記搬送対象物にて反射した反射波が受波される特定時間帯を超過する超過時間帯の検出信号を無効化する信号処理を前記計時手段と協働して行う信号処理手段と、を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記検出装置は電気的振動と機械的振動を相互に変換する単一個の圧電振動子により、前記送波器と前記受波器とを兼用してなるセンサ本体を備え、
前記信号処理手段は、前記送波器による送波直後の、残響が発生する一定時間帯においても、出力される検出信号を無効化することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
ある時刻Ｔ０にて送波された超音波が、送波元となる送波器から見て最も遠方にある障害物にて反射され、その反射波が前記受波器にて受波されるまでの時間を最大受波時間Ｔｍａｘと定義したときに、
前記超音波を前記検出位置に向けて送波する送波動作と前記搬送対象物にて反射された反射波を受波する受波動作とからなる検出動作を、前記センサ本体に、前記最大受波時間Ｔｍａｘに対応する時間を１周期として繰り返し行わせるセンサ制御手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記信号処理手段の信号処理を経た検出信号に基づいて、前記搬送装置及びそれに付属される装置の駆動、或いは前記実行部の駆動を制御する制御手段を、備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１】
基台と、
前記基台上に設けられる搬送路に沿ってプリント基板を直接的、或いは板状の基板支持体を介して間接的に搬送する搬送装置と、
前記プリント基板、及び前記基板支持体を搬送対象物と定義したときに、前記搬送路上にて設定された検出位置における前記搬送対象物の有無を検出する検出装置と、
前記搬送装置によって前記基台上の作業位置に搬入された前記プリント基板に対して半田ペーストの印刷、接着剤の塗布、電子部品の実装、基板検査など予め決められた処理を実行する実行部と、を備えた基板処理装置であって、
前記検出装置は、
（１）超音波を送波する送波器と、
（２）前記超音波が送波された時刻を基準として、その後の経過時間を計時する計時手段と、
（３）前記送波器より送波され、前記検出位置にある前記搬送対象物に対して下方から入射した超音波の反射波を受波し、受波した反射波のレベルに応じた検出信号を出力する受波器と、
（４）前記受波器から出力される検出信号のうち、前記検出位置にある前記搬送対象物にて反射した反射波が受波される特定時間帯を超過する超過時間帯の検出信号を無効化する信号処理を前記計時手段と協働して行う信号処理手段と、を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記検出装置は電気的振動と機械的振動を相互に変換する単一個の圧電振動子により、前記送波器と前記受波器とを兼用してなるセンサ本体を備え、
前記信号処理手段は、前記送波器による送波直後の、残響が発生する一定時間帯においても、出力される検出信号を無効化することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
ある時刻Ｔ０にて送波された超音波が、送波元となる送波器から見て最も遠方にある障害物にて反射され、その反射波が前記受波器にて受波されるまでの時間を最大受波時間Ｔｍａｘと定義したときに、
前記超音波を前記検出位置に向けて送波する送波動作と前記搬送対象物にて反射された反射波を受波する受波動作とからなる検出動作を、前記センサ本体に、前記最大受波時間Ｔｍａｘに対応する時間を１周期として繰り返し行わせるセンサ制御手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記信号処理手段の信号処理を経た検出信号に基づいて、前記搬送装置及びそれに付属される装置の駆動、或いは前記実行部の駆動を制御する制御手段を、備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
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【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１４】
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【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００９−２４５９６５（Ｐ２００９−２４５９６５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８７３７１（Ｐ２００８−８７３７１）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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